BR122023025054A2

BR122023025054A2 - RETENTION VALVE

Info

Publication number: BR122023025054A2
Application number: BR122023025054-0A
Authority: BR
Inventors: Leo Ornot
Original assignee: Kernkraftwerk Gösgen-Däniken Ag
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2024-05-21

Abstract

A presente invenção se refere a uma válvula de retenção para instalação em uma tubulação, em particular em uma tubulação de uma instalação nuclear, tal como uma instalação de energia nuclear, ou em um reator químico convencional e em uma instalação de energia convencional, para parar um fluxo de fluido através da tubulação no caso de uma falha operacional. A válvula compreende um alojamento de válvula incluindo um canal de fluxo que passa através do alojamento de válvula, e um membro de fechamento arranjado pelo menos parcialmente no canal de fluxo e que pode ser transferido de modo reversível entre uma posição aberta e uma posição fechada tal como para abrir ou fechar o canal de fluxo através do alojamento de válvula. A válvula adicionalmente compreende conjunto de mola de acionamento acoplado em modo de operação ao membro de fechamento e disposto no canal de fluxo de modo a estar em contato direto com um fluido que flui através do canal de fluxo durante a operação, em que o conjunto de mola compreende um material com memória de forma e é configurado para alterar sua forma ao atingir ou exceder uma temperatura de comutação devido ao aquecimento pelo fluido, transferindo assim o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada, em que o conjunto de mola de acionamento compreende uma pilha de arruelas em estrela, cada uma das quais compreende um anel de arruela e uma pluralidade de braços de mola que se estendem em uma maneira em forma de estrela radialmente para fora a partir do anel de arruela.The present invention relates to a check valve for installation in a pipeline, in particular in a pipeline of a nuclear installation, such as a nuclear power installation, or in a conventional chemical reactor and in a conventional power installation, to stop a flow of fluid through the piping in the event of an operational failure. The valve comprises a valve housing including a flow channel passing through the valve housing, and a closing member arranged at least partially in the flow channel and reversibly transferable between an open position and a closed position such as such as to open or close the flow channel through the valve housing. The valve further comprises a drive spring assembly coupled in operating mode to the closure member and disposed in the flow channel so as to be in direct contact with a fluid flowing through the flow channel during operation, wherein the valve assembly spring comprises a shape memory material and is configured to change its shape upon reaching or exceeding a switching temperature due to heating by the fluid, thereby transferring the closing member from the open position to the closed position, whereby the assembly of The drive spring comprises a stack of star washers, each of which comprises a washer ring and a plurality of spring arms extending in a star-shaped manner radially outwardly from the washer ring.

Description

[001] A presente invenção se refere a uma válvula de retenção para instalação em uma tubulação, em particular em uma tubulação de uma instalação nuclear, tal como uma instalação de energia nuclear, ou em um reator químico convencional e em uma instalação de energia convencional, de modo a parar um fluxo de fluido através da tubulação no caso de uma falha operacional.[001] The present invention relates to a check valve for installation in a pipeline, in particular in a pipeline of a nuclear installation, such as a nuclear energy installation, or in a conventional chemical reactor and in a conventional energy installation. , so as to stop a flow of fluid through the piping in the event of an operational failure.

[002] Em muitas instalações industriais, as tubulações que passam por diferentes áreas da instalação podem ser equipadas com as chamadas válvulas de retenção para interromper imediatamente um fluxo de fluido pela tubulação em caso de falha operacional e, assim, evitar um vazamento de fluido indesejado nas áreas a jusante da válvula. Por exemplo, em usinas de energia nuclear, as tubulações podem passar pela contenção do reator para acoplar em modo de fluxo de fluido o circuito de refrigeração primário dentro da contenção com um dispositivo de medição ou de amostragem fora da contenção. Como padrão, essas tubulações podem ser equipadas com válvulas de retenção para evitar que a radioatividade, umidade, perda de fluido de resfriamento e perda de pressão do sistema escapem em áreas fora da contenção no caso de uma temperatura excessiva do fluido e/ou taxa de fluxo na tubulação. Tais condições excessivas de temperatura e/ou taxa de fluxo podem ser devidas a uma falha operacional, tal como um vazamento de tubulação dentro ou fora da contenção do reator.[002] In many industrial installations, pipelines passing through different areas of the installation can be equipped with so-called check valves to immediately stop a flow of fluid through the pipeline in the event of an operational failure and thus prevent an unwanted fluid leak. in areas downstream of the valve. For example, in nuclear power plants, piping may pass through the reactor containment to couple in fluid flow mode the primary cooling circuit within the containment with a measuring or sampling device outside the containment. As standard, these pipelines can be fitted with check valves to prevent radioactivity, moisture, loss of cooling fluid and loss of system pressure from escaping into areas outside containment in the event of an excessive fluid temperature and/or rate of flow in the pipe. Such excessive temperature and/or flow rate conditions may be due to an operational failure, such as a piping leak inside or outside the reactor containment.

[003] Principalmente, as válvulas de retenção são ativamente controladas e acionadas para fechar adequadamente em caso de falha operacional. No entanto, no caso de falha da alimentação de energia para o controle ativo e atuação, o funcionamento adequado da válvula controlada ativamente não é mais garantido. Alternativamente, as válvulas de retenção podem ser configuradas para fechar de forma passiva no caso de uma falha operacional. Tais válvulas podem compreender um mecanismo de acionamento para transferir um membro de fechamento da válvula para uma posição fechada que é automaticamente ativada a uma temperatura crítica ou pressão de pico do fluido que flui através da válvula. Por exemplo, conforme descrito no pedido de patente internacional publicado sob o No. WO 2017/042189 A1, o mecanismo de ativação pode compreender um conjunto de mola de acionamento que compreende um material com memória de forma que muda sua forma ao atingir ou exceder uma temperatura de comutação devido ao aquecimento pelo fluido e, assim, transfere um membro de fechamento a partir de uma posição aberta para a posição fechada.[003] Mainly, check valves are actively controlled and actuated to close properly in the event of an operational failure. However, in the event of a failure of the power supply for active control and actuation, proper functioning of the actively controlled valve is no longer guaranteed. Alternatively, check valves can be configured to close passively in the event of an operational failure. Such valves may comprise an actuation mechanism for transferring a closing member of the valve to a closed position that is automatically activated at a critical temperature or peak pressure of the fluid flowing through the valve. For example, as described in the international patent application published under No. WO 2017/042189 A1, the activation mechanism may comprise a drive spring assembly comprising a shape memory material that changes its shape upon reaching or exceeding a switching temperature due to heating by the fluid and thus transfers a closing member from an open position to the closed position.

[004] Para determinar se a válvula está em uma posição fechada ou aberta, sensores de posição podem ser fornecidos na válvula que determinam a posição atual do membro de fechamento. Normalmente, esses sensores de posição são sensores capacitivos ou indutivos. Vantajosamente, sensores capacitivos ou indutivos podem ser lidos remotamente a partir de um centro de controle. No entanto, esses tipos de sensores requerem necessariamente uma fonte de alimentação elétrica e, portanto, também são propensos a falhas em caso de falha de energia. Além disso, esses tipos de sensores requerem alguns meios de processamento de dados, em particular para converter e exibir o sinal do sensor, a fim de poder indicar a posição real da válvula.[004] To determine whether the valve is in a closed or open position, position sensors can be provided on the valve that determine the current position of the closing member. Typically, these position sensors are capacitive or inductive sensors. Advantageously, capacitive or inductive sensors can be read remotely from a control center. However, these types of sensors necessarily require an electrical power supply and are therefore also prone to failure in the event of a power failure. Furthermore, these types of sensors require some data processing means, in particular to convert and display the sensor signal, in order to be able to indicate the actual position of the valve.

[005] Portanto, é um objetivo da presente invenção proporcionar uma válvula de retenção para instalação em uma tubulação que fecha de maneira confiável de maneira passiva e permite determinar com segurança se a válvula está na posição fechada ou aberta. Este objetivo é alcançado por uma válvula de retenção de acordo com a reivindicação independente 1. As realizações vantajosas da presente invenção são objeto das reivindicações dependentes.[005] Therefore, it is an object of the present invention to provide a check valve for installation in a pipeline that closes reliably in a passive manner and allows to reliably determine whether the valve is in the closed or open position. This objective is achieved by a check valve according to independent claim 1. Advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

[006] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é proporcionado a válvula de retenção para instalação em uma tubulação, em particular em uma tubulação de uma instalação nuclear, tal como uma instalação de energia nuclear, ou em um reator químico convencional e em uma instalação de energia convencional, de modo a parar um fluxo de fluido através de uma tubulação no caso de uma falha operacional, por exemplo, no caso de um vazamento na tubulação. A válvula de retenção compreende um alojamento de válvula incluindo um canal de fluxo que passa através do alojamento de válvula. A válvula de retenção adicionalmente compreende um membro de fechamento que é arranjado pelo menos parcialmente no canal de fluxo e que pode ser transferido de modo reversível entre uma posição aberta e uma posição fechada tal como para abrir ou fechar o canal de fluxo através do alojamento de válvula. Além disso, a válvula de retenção compreende um mecanismo de acionamento acionado de modo não elétrico acoplado em modo de operação ao membro de fechamento para transferir o membro de fechamento pelo menos a partir de uma posição aberta para uma posição fechada. O mecanismo de acionamento é configurado para ser ativado por um fluxo de fluido através do canal de fluxo que alcança ou excede uma temperatura de comutação e/ou taxa de fluxo de comutação durante a operação. O mecanismo de acionamento é configurado para ser automaticamente ativado em caso de um fluxo de fluido através do canal de fluxo alcançar ou exceder uma temperatura de comutação e/ou taxa de fluxo de comutação durante a operação. Além disso, a válvula de retenção compreende pelo menos um indicador de posição para indicar se o membro de fechamento está em uma posição aberta ou em uma posição fechada. O indicador de posição compreende pelo menos um membro indicador arranjado de modo móvel em ou no alojamento de válvula entre uma primeira posição e uma segunda posição. O membro indicador é magneticamente acoplado ao membro de fechamento de modo que o membro indicador é magneticamente transferido para a primeira posição quando o membro de fechamento é transferido para a posição aberta e para a segunda posição quando o membro de fechamento é transferido para a posição fechada.[006] According to a first aspect of the present invention, there is provided a check valve for installation in a pipeline, in particular in a pipeline of a nuclear installation, such as a nuclear power installation, or in a conventional chemical reactor and in a conventional power installation, so as to stop a flow of fluid through a pipeline in the event of an operational failure, for example in the event of a pipeline leak. The check valve comprises a valve housing including a flow channel passing through the valve housing. The check valve further comprises a closing member which is arranged at least partially in the flow channel and which can be reversibly transferred between an open position and a closed position such as to open or close the flow channel through the valve housing. valve. Furthermore, the check valve comprises a non-electrically actuated drive mechanism coupled in operating mode to the closing member for transferring the closing member at least from an open position to a closed position. The drive mechanism is configured to be activated by a flow of fluid through the flow channel that reaches or exceeds a switching temperature and/or switching flow rate during operation. The drive mechanism is configured to be automatically activated in the event that a fluid flow through the flow channel reaches or exceeds a switching temperature and/or switching flow rate during operation. Furthermore, the check valve comprises at least one position indicator for indicating whether the closing member is in an open position or a closed position. The position indicator comprises at least one indicator member movably arranged in or on the valve housing between a first position and a second position. The indicating member is magnetically coupled to the closing member so that the indicating member is magnetically transferred to the first position when the closing member is transferred to the open position and to the second position when the closing member is transferred to the closed position .

[007] De acordo com a presente invenção, uma indicação confiável do estado da posição da válvula (aberta/fechada) fechada) é realizada por um membro indicador que é acoplado magneticamente ao membro de fechamento e, assim, segue passivamente o movimento do membro de fechamento entre os posição fechada e aberta. O acoplamento magnético entre o membro indicador e o membro de fechamento é de natureza permanente e sem interferência. Vantajosamente, isso permite uma operação confiável e sem falhas em qualquer circunstância. Em particular, o acoplamento magnético não requer nenhuma fonte de alimentação externa. Por esse motivo, o indicador ainda indica a posição da válvula corretamente, mesmo em caso de falha total de energia na instalação.[007] According to the present invention, a reliable indication of the status of the valve position (open/closed) is performed by an indicating member that is magnetically coupled to the closing member and thus passively follows the movement of the member. between the closed and open positions. The magnetic coupling between the indicating member and the closing member is permanent and non-interference in nature. Advantageously, this allows reliable and fault-free operation under any circumstances. In particular, the magnetic coupling does not require any external power supply. For this reason, the indicator still indicates the valve position correctly, even in the event of a total power failure in the installation.

[008] O mesmo vale para o próprio mecanismo de acionamento acionado de modo não elétrico que também funciona independentemente de qualquer fonte de energia elétrica. A energia mecânica fornecida pelo mecanismo de acionamento para transferir o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada pode resultar da energia mecânica armazenada no próprio mecanismo de acionamento, por exemplo, por meio de uma pré-carga de mola, ou seja, energia armazenada em uma mola de acionamento previamente carregada ou um conjunto de mola de acionamento previamente carregado. Alternativamente ou adicionalmente, a energia pode resultar a partir de uma transformação de fase induzida pela temperatura de um material que forma pelo menos uma parte do mecanismo de acionamento, por exemplo, a partir de uma transformação de fase induzida pela temperatura de um material com memória de forma. Alternativamente ou adicionalmente, a energia pode resultar de uma reação química induzida pela temperatura. A energia também pode resultar, pelo menos parcialmente, a partir da energia armazenada ou transportada no fluido que flui através da válvula de bloqueio, em particular como energia térmica e/ou como impulso de pressão. Isto é, uma força de acionamento do mecanismo de acionamento exercida no membro de fechamento pode ser dada pela força de mola de uma mola de acionamento ou um conjunto de mola de acionamento que atua no membro de fechamento. Da mesma forma, uma força de atuação pode ser causada pelo fluxo de fluido (fluxo de massa) através do canal de fluxo atuando no membro de fechamento, em particular quando o fluxo de fluido atinge ou excede a taxa de fluxo de comutação.[008] The same goes for the non-electrically driven drive mechanism itself, which also works independently of any source of electrical energy. The mechanical energy supplied by the drive mechanism to transfer the closing member from the open position to the closed position may result from mechanical energy stored in the drive mechanism itself, for example through a spring preload, i.e. , energy stored in a pre-charged drive spring or a pre-charged drive spring assembly. Alternatively or additionally, the energy may result from a temperature-induced phase transformation of a material forming at least a part of the drive mechanism, for example, from a temperature-induced phase transformation of a memory material. in shape. Alternatively or additionally, the energy may result from a temperature-induced chemical reaction. The energy may also result, at least partially, from energy stored or transported in the fluid flowing through the shut-off valve, in particular as thermal energy and/or as pressure impulse. That is, a driving force of the drive mechanism exerted on the closure member may be given by the spring force of a drive spring or a drive spring assembly acting on the closure member. Likewise, an actuating force may be caused by fluid flow (mass flow) through the flow channel acting on the closure member, in particular when the fluid flow reaches or exceeds the switching flow rate.

[009] Nesta medida, a válvula de bloqueio de acordo com a presente invenção pode ser denotada como uma válvula de retenção passiva, sensível à temperatura e/ou pressão, autoatuada e de operação automática. A válvula de retenção de acordo com a presente invenção também pode ser designada como uma válvula de retenção ou uma válvula de retenção de vazamento.[009] To this extent, the block valve according to the present invention can be denoted as a passive, temperature and/or pressure sensitive, self-actuated and automatically operating check valve. The check valve according to the present invention can also be designated as a check valve or a leak check valve.

[010] Para conexão com a tubulação, o alojamento da válvula pode compreender em cada extremidade uma porção de conexão, em particular uma porção de conexão rosqueada com uma rosca externa. A porção de conexão pode ser configurada para conexão com as respectivas extremidades de acoplamento da tubulação. Para fixar as porções de conexão com as extremidades de acoplamento do tubo, cada extremidade de acoplamento pode compreender um membro de acoplamento, por exemplo, uma porca de acoplamento no caso de uma porção de conexão rosqueada em cada extremidade do alojamento da válvula. Alternativamente ou além de uma conexão de parafuso, a válvula de retenção pode ser vedada ou soldada com as extremidades de acoplamento correspondentes da tubulação. Vantajosamente, qualquer um desses tipos de encaixe permite alcançar um alto grau de estanqueidade e capacidade de carga.[010] For connection to the pipeline, the valve housing may comprise at each end a connecting portion, in particular a threaded connecting portion with an external thread. The connecting portion may be configured for connection with respective coupling ends of the piping. To secure the connecting portions to the coupling ends of the pipe, each coupling end may comprise a coupling member, for example, a coupling nut in the case of a threaded connecting portion at each end of the valve housing. Alternatively or in addition to a screw connection, the check valve can be sealed or welded with corresponding coupling ends of the pipeline. Advantageously, any of these types of fitting allows a high degree of tightness and load capacity to be achieved.

[011] De preferência, o pelo menos um indicador de posição é um indicador visual de posição. De acordo, o membro indicador de preferência é um membro indicador visual. Em particular, o membro indicador é de preferência visível a partir de fora do alojamento de válvula quando está em pelo menos uma de uma primeira posição ou uma segunda posição. Mais de preferência, o membro indicador é visível a partir de fora do alojamento de válvula quando está em cada uma de uma primeira posição e uma segunda posição. Vantajosamente, isso permite determinar a posição do membro de fechamento por mera inspeção da válvula a partir de fora.[011] Preferably, the at least one position indicator is a visual position indicator. Accordingly, the preference indicator member is a visual indicator member. In particular, the indicator member is preferably visible from outside the valve housing when it is in at least one of a first position or a second position. More preferably, the indicator member is visible from outside the valve housing when it is in each of a first position and a second position. Advantageously, this allows the position of the closing member to be determined by mere inspection of the valve from the outside.

[012] Em geral, o membro indicador pode ser magneticamente acoplado ao membro de fechamento seja diretamente ou indiretamente. Como usado nesse documento, o acoplamento magnético direto se refere a uma interação magnética direta entre pelo menos uma porção do membro de fechamento e pelo menos uma porção do membro indicador.[012] In general, the indicating member can be magnetically coupled to the closing member either directly or indirectly. As used herein, direct magnetic coupling refers to a direct magnetic interaction between at least a portion of the closure member and at least a portion of the indicating member.

[013] Como um exemplo, o membro indicador pode compreender ou consistir de um material magnético permanente e o membro de fechamento pode compreender ou consistir de um material magnético permanente ou um material magnético. Como outro exemplo, o membro indicador pode compreender ou consistir de um material magnético e o membro de fechamento pode compreender ou consistir de um material magnético permanente.[013] As an example, the indicating member may comprise or consist of a permanent magnetic material and the closing member may comprise or consist of a permanent magnetic material or a magnetic material. As another example, the indicating member may comprise or consist of a magnetic material and the closing member may comprise or consist of a permanent magnetic material.

[014] Vice-versa, um acoplamento magnético indireto se refere a uma configuração na qual um elemento de acoplamento é fixamente acoplado a pelo menos um do membro de fechamento ou do membro indicador que magneticamente interage com o respectivo outro membro ou outro elemento de acoplamento que é fixamente acoplado ao respectivo outro membro. O respectivo elemento de acoplamento é fixado ao membro indicador ou o membro de fechamento, respectivamente, tal como para mover com o membro indicador quando o membro indicador é transferido entre a primeira posição e a segunda posição, ou tal como para mover com o membro de fechamento quando o membro de fechamento é transferido entre a posição aberta e a posição fechada.[014] Vice versa, an indirect magnetic coupling refers to a configuration in which a coupling element is fixedly coupled to at least one of the closing member or indicator member that magnetically interacts with the respective other member or other coupling element which is fixedly coupled to the respective other member. The respective coupling member is fixed to the indicating member or the closing member, respectively, such as for moving with the indicating member when the indicating member is transferred between the first position and the second position, or such as for moving with the locking member. closing when the closing member is transferred between the open position and the closed position.

[015] Como um exemplo, um elemento de acoplamento indicador pode ser fixamente acoplado ao membro indicador e pode compreender ou consistir de um material magnético permanente, e o membro de fechamento pode compreender ou consistir de um material magnético permanente ou um material magnético.[015] As an example, an indicator coupling element may be fixedly coupled to the indicator member and may comprise or consist of a permanent magnetic material, and the closing member may comprise or consist of a permanent magnetic material or a magnetic material.

[016] Como outro exemplo, um elemento de acoplamento indicador pode ser fixamente acoplado ao membro indicador e pode compreender ou consistir de um material magnético, e o membro de fechamento pode compreender ou consistir de um material magnético permanente.[016] As another example, an indicator coupling element may be fixedly coupled to the indicator member and may comprise or consist of a magnetic material, and the closing member may comprise or consist of a permanent magnetic material.

[017] Como ainda outro exemplo, um elemento de acoplamento indicador pode ser fixamente acoplado ao membro indicador e pode compreender ou consistir de um material magnético permanente, e um elemento de acoplamento de fechamento pode ser fixamente acoplado ao membro de fechamento e pode compreender ou consistir de um material magnético permanente ou um material magnético.[017] As yet another example, an indicator coupling element may be fixedly coupled to the indicator member and may comprise or consist of a permanent magnetic material, and a closure coupling element may be fixedly coupled to the closure member and may comprise or consist of a permanent magnetic material or a magnetic material.

[018] Como ainda outro exemplo, um elemento de acoplamento indicador pode ser fixamente acoplado ao membro indicador e pode compreender ou consistir de um material magnético, e um elemento de acoplamento de fechamento pode ser fixamente acoplado ao membro de fechamento e pode compreender ou consistir de um material magnético permanente.[018] As yet another example, an indicator coupling element may be fixedly coupled to the indicator member and may comprise or consist of a magnetic material, and a closing coupling element may be fixedly coupled to the closing member and may comprise or consist of of a permanent magnetic material.

[019] Vice-versa, o membro indicador pode compreender ou consistir de um material magnético permanente, e um elemento de acoplamento de fechamento pode ser fixamente acoplado ao membro de fechamento e pode compreender ou consistir de um material magnético permanente ou um material magnético.[019] Vice versa, the indicator member may comprise or consist of a permanent magnetic material, and a closing coupling element may be fixedly coupled to the closing member and may comprise or consist of a permanent magnetic material or a magnetic material.

[020] Alternativamente, o membro indicador pode compreender ou consistir de um material magnético, e um elemento de acoplamento de fechamento pode ser fixamente acoplado ao membro de fechamento e pode compreender ou consistir de um material magnético permanente.[020] Alternatively, the indicator member may comprise or consist of a magnetic material, and a closing coupling element may be fixedly coupled to the closing member and may comprise or consist of a permanent magnetic material.

[021] De preferência, o membro indicador e/ou um elemento de acoplamento indicador fixamente acoplado ao membro indicador compreende ou consiste de um material magnético permanente. Por exemplo, o membro indicador e/ou o elemento de acoplamento indicador fixamente acoplado ao membro indicador pode compreender ou consistir de um magneto permanente de neodímio-ferro-boro ou um magneto permanente de samário-cobalto. Da mesma forma, o membro de fechamento e/ou um elemento de acoplamento de fechamento fixamente acoplado ao membro de fechamento de preferência compreende ou consiste de um material magnético.[021] Preferably, the indicator member and/or an indicator coupling element fixedly coupled to the indicator member comprises or consists of a permanent magnetic material. For example, the indicator member and/or the indicator coupling element fixedly coupled to the indicator member may comprise or consist of a neodymium-iron-boron permanent magnet or a samarium-cobalt permanent magnet. Likewise, the closure member and/or a closure coupling element fixedly coupled to the closure member preferably comprises or consists of a magnetic material.

[022] Conforme usado neste documento, o termo material magnético se refere a um material ferromagnético ou ferrimagnético que é magnetizável em um campo magnético de campo magnético externo. Aqui, o campo magnético externo resulta do material magnético permanente do membro indicador, do membro de fechamento ou de um elemento de acoplamento do indicador ou do elemento de acoplamento de fechamento que são acoplados de forma fixa ao membro indicador ou ao membro de fechamento, respectivamente. De preferência, o material magnético tem uma temperatura Curie acima de uma possível temperatura máxima do fluido que flui através da válvula de retenção. Caso contrário, pode haver o risco de que o material magnético perca seu caráter magnético, causando a quebra do acoplamento magnético entre o membro de fechamento e o membro indicador. Por conseguinte, o material magnético pode ter uma temperatura Curie acima de 400 graus Celsius, de preferência acima de 500 graus Celsius, mais de preferência acima de 600 graus Celsius, ainda mais de preferência acima de 700 graus Celsius.[022] As used herein, the term magnetic material refers to a ferromagnetic or ferrimagnetic material that is magnetizable in an external magnetic field magnetic field. Here, the external magnetic field results from the permanent magnetic material of the indicating member, the closing member, or an indicator coupling element or closing coupling element that are fixedly coupled to the indicating member or the closing member, respectively. . Preferably, the magnetic material has a Curie temperature above a possible maximum temperature of the fluid flowing through the check valve. Otherwise, there may be a risk that the magnetic material will lose its magnetic character, causing the magnetic coupling between the closing member and the indicating member to break. Therefore, the magnetic material may have a Curie temperature above 400 degrees Celsius, preferably above 500 degrees Celsius, more preferably above 600 degrees Celsius, even more preferably above 700 degrees Celsius.

[023] Por exemplo, o material magnético pode compreender ou pode ser aço inoxidável martensítico do tipo EN 1.4122 (DIN: X39CrMo17-1).[023] For example, the magnetic material may comprise or may be martensitic stainless steel of type EN 1.4122 (DIN: X39CrMo17-1).

[024] Por outro lado, o corpo da válvula é de preferência produzido de um material não magnético, em particular um aço inoxidável austenítico. Vantajosamente, isso permite um movimento livre do membro indicador entre a primeira e a segunda posição sem qualquer acoplamento magnético do membro indicador e do alojamento da válvula. Isto é, ter o alojamento da válvula produzido de um material não magnético evita a interferência magnética do alojamento da válvula com o membro indicador e o membro de fechamento e, portanto, uma atração magnética do membro indicador pelo alojamento da válvula.[024] On the other hand, the valve body is preferably produced from a non-magnetic material, in particular an austenitic stainless steel. Advantageously, this allows free movement of the indicating member between the first and second position without any magnetic coupling of the indicating member and the valve housing. That is, having the valve housing produced from a non-magnetic material prevents magnetic interference of the valve housing with the indicating member and the closing member and, therefore, a magnetic attraction of the indicating member to the valve housing.

[025] De preferência, o membro indicador tem uma forma de esfera. Vantajosamente, uma forma de esfera permite um movimento de baixo atrito do membro indicador entre a primeira e a segunda posição sem o risco de inclinação.[025] Preferably, the indicator member has a sphere shape. Advantageously, a sphere shape allows low friction movement of the index member between the first and second position without the risk of tipping.

[026] O membro indicador pode ser guiado de modo móvel entre a primeira posição e a segunda posição em uma gaiola de guia. A gaiola de guia pode ser parte do alojamento de válvula. Alternativamente, a gaiola de guia pode ser uma parte separada a partir do alojamento de válvula. No último caso, a gaiola de guia de preferência é fixamente fixada ao alojamento de válvula, por exemplo, por pelo menos um parafuso.[026] The indicator member can be movably guided between the first position and the second position in a guide cage. The guide cage may be part of the valve housing. Alternatively, the guide cage may be a separate part from the valve housing. In the latter case, the guide cage is preferably fixedly fixed to the valve housing, for example by at least one screw.

[027] A gaiola de guia pode compreender uma cavidade alongada que define um trilho guia para o respectivo membro indicador: O trilho guia pode ser alinhado paralelo à trajetória do membro de fechamento entre a posição aberta e a posição fechada. Além disso, o comprimento do trilho guia, em particular o comprimento da cavidade alongada, pode substancialmente corresponder ao comprimento de curso do membro de fechamento entre a posição aberta e a posição fechada. As respectivas extremidades do trilho guia podem definir as primeira e segunda posição dos membros indicadores. Em particular, quando o membro indicador está na primeira posição, ele pode encostar em uma primeira extremidade (a montante) do trilho guia da gaiola de guia. Da mesma forma, quando o membro indicador está na segunda posição, ele pode encostar em uma segunda extremidade (a jusante) do trilho guia da respectiva gaiola de guia.[027] The guide cage may comprise an elongated cavity that defines a guide rail for the respective indicator member: The guide rail may be aligned parallel to the trajectory of the closing member between the open position and the closed position. Furthermore, the length of the guide rail, in particular the length of the elongated cavity, may substantially correspond to the stroke length of the closure member between the open position and the closed position. Respective ends of the guide rail may define the first and second positions of the indicator members. In particular, when the indicator member is in the first position, it may abut a first (upstream) end of the guide rail of the guide cage. Likewise, when the indicator member is in the second position, it may abut a second (downstream) end of the guide rail of the respective guide cage.

[028] Tal como o alojamento da válvula, a gaiola de guia é de preferência também produzida de um material não magnético, em particular um aço inoxidável austenítico. Vantajosamente, isso permite o movimento livre do membro indicador dentro da gaiola de guia.[028] Like the valve housing, the guide cage is preferably also made from a non-magnetic material, in particular an austenitic stainless steel. Advantageously, this allows free movement of the index member within the guide cage.

[029] Para determinar a posição do membro de fechamento por mera inspeção da válvula a partir do lado de fora, a gaiola de guia pode compreender pelo menos uma janela de inspeção. A janela de inspeção pode ser uma janela de inspeção aberta, em particular uma abertura de inspeção através de um membro de parede da gaiola de guia para o interior da gaiola de guia. A pelo menos uma janela de inspeção é de preferência configurada e disposta para liberar uma visão do membro indicador a partir de fora do alojamento da válvula quando o membro indicador está em pelo menos uma da primeira posição ou da segunda posição. Como exemplo, a gaiola de guia pode compreender uma primeira janela de inspeção configurada e disposta para liberar uma vista no membro indicador a partir de fora do alojamento de válvula quando o membro indicador estiver na primeira posição. Além disso, a gaiola de guia pode compreender uma segunda janela de inspeção configurada e disposta para liberar uma visão do membro indicador a partir de fora do alojamento da válvula quando o membro indicador estiver na segunda posição. Alternativamente, a gaiola de guia pode compreender uma única janela de inspeção configurada e disposta para liberar uma visão do membro indicador a partir de fora do alojamento da válvula quando o membro indicador estiver na primeira posição, bem como quando o membro indicador estiver na segunda posição. Em particular, a janela de inspeção (única) pode se estender ao longo de toda o trilho guia. Por exemplo, a janela de inspeção (única) pode ser uma janela de inspeção alongada que se estende ao longo de toda o trilho guia. O tamanho e a forma, em particular a seção transversal, da janela de inspeção são escolhidos de modo que o membro indicador ainda fique preso dentro da gaiola, mas não possa escapar pela janela de inspeção. A seção transversal da janela de inspeção - vista ao longo de uma linha de visão através da janela de inspeção - pode ser circular, elíptica, oval, retangular ou quadrática. Nas duas últimas configurações, os cantos da seção retangular ou quadrática podem ser arredondados.[029] To determine the position of the closing member by mere inspection of the valve from the outside, the guide cage may comprise at least one inspection window. The inspection window may be an open inspection window, in particular an inspection opening through a wall member of the guide cage into the interior of the guide cage. The at least one inspection window is preferably configured and arranged to provide a view of the indicating member from outside the valve housing when the indicating member is in at least one of the first position or the second position. As an example, the guide cage may comprise a first inspection window configured and arranged to provide a view of the indicator member from outside the valve housing when the indicator member is in the first position. Furthermore, the guide cage may comprise a second inspection window configured and arranged to provide a view of the indicating member from outside the valve housing when the indicating member is in the second position. Alternatively, the guide cage may comprise a single inspection window configured and arranged to provide a view of the indicating member from outside the valve housing when the indicating member is in the first position as well as when the indicating member is in the second position. . In particular, the (single) inspection window can extend along the entire guide rail. For example, the (single) inspection window may be an elongated inspection window that extends along the entire guide rail. The size and shape, in particular the cross-section, of the inspection window are chosen so that the indicator member is still trapped inside the cage but cannot escape through the inspection window. The cross-section of the inspection window - viewed along a line of sight through the inspection window - may be circular, elliptical, oval, rectangular, or quadratic. In the last two configurations, the corners of the rectangular or quadratic section can be rounded.

[030] Como mencionado mais acima, a energia necessária para transferir o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada pode resultar de uma transformação de fase induzida pela temperatura de um material que forma pelo menos uma parte do mecanismo de acionamento. Por conseguinte, o mecanismo de acionamento acionado de modo não elétrico pode compreender um conjunto de mola de acionamento compreendendo ou sendo produzido de um material com memória de forma. O conjunto de mola de acionamento pode ser acoplado de modo operacional ao membro de fechamento e disposto pelo menos parcialmente no canal de fluxo de modo a estar em contato direto com um fluido que flui através do canal de fluxo durante a operação. Devido a isso, o conjunto da mola de acionamento está em contato térmico direto com o fluido, o que permite que a energia térmica seja transferida a partir do fluido para o conjunto da mola de acionamento, em particular para o material com memória de forma, ou vice-versa. Assim, a temperatura do conjunto da mola de acionamento, em particular do material com memória de forma, segue a temperatura do fluido que flui através do canal de fluxo. O conjunto de mola de acionamento compreendendo o material com memória de forma pode ser configurado para alterar sua forma ao atingir ou exceder uma temperatura de comutação em virtude da troca de calor com o fluido, transferindo assim o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada.[030] As mentioned above, the energy required to transfer the closing member from the open position to the closed position may result from a temperature-induced phase transformation of a material that forms at least a part of the drive mechanism. Accordingly, the non-electrically actuated drive mechanism may comprise a drive spring assembly comprising or being made from a shape memory material. The drive spring assembly may be operatively coupled to the closure member and disposed at least partially in the flow channel so as to be in direct contact with a fluid flowing through the flow channel during operation. Because of this, the drive spring assembly is in direct thermal contact with the fluid, which allows thermal energy to be transferred from the fluid to the drive spring assembly, in particular to the shape memory material, or vice versa. Thus, the temperature of the drive spring assembly, in particular the shape memory material, follows the temperature of the fluid flowing through the flow channel. The drive spring assembly comprising the shape memory material may be configured to change its shape upon reaching or exceeding a switching temperature due to heat exchange with the fluid, thereby transferring the closure member from the open position to the closed position.

[031] Conforme usado neste documento, o termo material com memória de forma se refere a um material que pode ser deformado quando frio, mas retorna à sua forma pré- deformada ("lembrada") quando aquecido. O efeito memória de forma (SME) ocorre porque uma transformação de fase induzida pela temperatura reverte a deformação.[031] As used herein, the term shape memory material refers to a material that can be deformed when cold, but returns to its pre-deformed ("remembered") shape when heated. The shape memory effect (SME) occurs because a temperature-induced phase transformation reverses the deformation.

[032] De preferência, o material com memória de forma é um material com memória de forma de duas vias. Um material com memória de forma bidirecional mostra um efeito de memória de forma durante o aquecimento e o resfriamento. Um material com memória de forma bidirecional lembra duas formas diferentes: uma em baixas temperaturas e outra em altas temperaturas.[032] Preferably, the shape memory material is a two-way shape memory material. A bidirectional shape memory material shows a shape memory effect during heating and cooling. A bidirectional shape memory material remembers two different shapes: one at low temperatures and one at high temperatures.

[033] Por exemplo, o material com memória de forma pode ser uma liga de titânio austenítica, em particular uma liga de níquel-titânio austenítica, por exemplo, uma liga de níquel-titânio com cerca de 55-60 por cento em peso de níquel, ou uma liga de níquel-titânio-háfnio. As ligas de níquel-titânio mudam de austenita para martensita após o resfriamento. A transição da fase martensita para a austenita depende apenas da temperatura e do estresse, mas não do tempo.[033] For example, the shape memory material may be an austenitic titanium alloy, in particular an austenitic nickel-titanium alloy, for example, a nickel-titanium alloy with about 55-60 weight percent of nickel, or a nickel-titanium-hafnium alloy. Nickel-titanium alloys change from austenite to martensite upon cooling. The transition from martensite to austenite depends only on temperature and stress, but not on time.

[034] A temperatura de comutação do material de memória de forma é de preferência uma faixa entre 160 graus Celsius e 350 graus Celsius, de preferência em torno de 220 graus Celsius, dependendo da aplicação específica. De preferência, a temperatura de comutação está acima de 160 graus Celsius, em particular acima de 180 graus Celsius ou acima de 200 graus Celsius ou acima de 215 graus Celsius.[034] The switching temperature of the shape memory material is preferably a range between 160 degrees Celsius and 350 degrees Celsius, preferably around 220 degrees Celsius, depending on the specific application. Preferably, the switching temperature is above 160 degrees Celsius, in particular above 180 degrees Celsius or above 200 degrees Celsius or above 215 degrees Celsius.

[035] De acordo com uma realização preferida, o conjunto de mola de acionamento pode compreender uma pilha de arruelas em estrela, cada uma das quais compreende um anel de arruela e uma pluralidade de braços de mola que se estendem em forma de estrela radialmente para fora a partir do anel de arruela. De preferência, cada arruela em estrela compreende pelo menos três braços de mola, em particular três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez onze, doze ou mais de doze braços de mola. De preferência, os braços de mola são igualmente distribuídos em torno da circunferência externa do anel de arruela.[035] In accordance with a preferred embodiment, the drive spring assembly may comprise a stack of star washers, each of which comprises a washer ring and a plurality of spring arms extending in a star shape radially toward out from the washer ring. Preferably, each star washer comprises at least three spring arms, in particular three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, eleven, twelve or more than twelve spring arms. Preferably, the spring arms are equally distributed around the outer circumference of the washer ring.

[036] Cada arruela em estrela compreende ou é produzida de um material com memória de forma. De preferência, cada arruela em estrela é configurada de tal modo que ao atingir ou exceder a temperatura de comutação a arruela em estrela experimenta uma expansão axial específica ao longo de um eixo de comprimento da pilha em virtude da flexão de seus braços em uma direção transversal a um plano definido pelo anel de arruela. Devido a isso, o conjunto de mola de acionamento sofre uma expansão axial ao longo de um eixo de comprimento da pilha que causa a transferência do membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada.[036] Each star washer comprises or is produced from a shape memory material. Preferably, each star washer is configured such that upon reaching or exceeding the switching temperature the star washer experiences a specific axial expansion along a stack length axis due to bending of its arms in a transverse direction. to a plane defined by the washer ring. Due to this, the drive spring assembly undergoes an axial expansion along a stack length axis which causes transfer of the closure member from the open position to the closed position.

[037] Abaixo da temperatura de comutação, cada estrela que está de preferência em uma configuração plana em que os braços da mola estão dentro de um plano definido pelo anel de arruela. Na configuração plana, cada arruela em estrela tem uma dimensão axial, ou seja, uma espessura na faixa entre 0,5 mm e 2 mm, em particular entre 0,5 mm e 1 mm, preferencialmente entre 0,6 mm e 0,8 mm.[037] Below the switching temperature, each star is preferably in a flat configuration in which the spring arms are within a plane defined by the washer ring. In the flat configuration, each star washer has an axial dimension, i.e. a thickness in the range between 0.5 mm and 2 mm, in particular between 0.5 mm and 1 mm, preferably between 0.6 mm and 0.8 mm.

[038] Cada arruela em estrela pode ser configurada de modo que a expansão axial livre específica, ou seja, o aumento da dimensão axial da arruela em estrela ao girar a partir da configuração plana para uma configuração curva - na qual os braços da mola dobram em uma direção transversal ao plano definido pela arruela - está na faixa entre 0,2 mm e 1 mm, em particular entre 0,3 mm e 0,7 mm, preferencialmente cerca de 0,5 mm. Em geral, a expansão axial livre específica depende de uma pluralidade de fatores, tal como o tipo específico do material com memória de forma, o comprimento dos braços da mola e a espessura da arruela estrela.[038] Each star washer can be configured so that the specific free axial expansion, i.e. the increase in the axial dimension of the star washer when rotating from the flat configuration to a curved configuration - in which the spring arms bend in a direction transverse to the plane defined by the washer - is in the range between 0.2 mm and 1 mm, in particular between 0.3 mm and 0.7 mm, preferably about 0.5 mm. In general, the specific free axial expansion depends on a plurality of factors, such as the specific type of shape memory material, the length of the spring arms, and the thickness of the star washer.

[039] De preferência, o número de arruelas em estrela que formam a pilha é escolhido de modo que uma soma sobre as expansões axiais livres específicas de todas as arruelas em estrela, que corresponde à expansão axial livre total da pilha, seja de pelo menos 105 por cento em particular pelo menos 110 por cento de um comprimento de curso do membro de fechamento entre a posição aberta e a posição fechada. Conforme usado neste documento, a expansão axial livre específica de cada mola em estrela e a expansão axial livre da pilha, respectivamente, se referem à expansão axial específica de cada mola em estrela e a expansão axial da pilha sem qualquer confinamento externo, em particular quando não sendo arranjados no alojamento da válvula. Em virtude da expansão axial livre total, a pilha é maior do que um comprimento de curso do membro de fechamento, a pilha de arruelas em estrela é inclinada após ter expandido e transferido o membro de fechamento para a posição fechada. Assim, a pilha de arruelas em estrela exerce uma força de mola no membro de fechamento que é usado para pressionar com segurança o membro de fechamento contra uma sede de válvula e, assim, interromper com segurança um fluxo de fluido através da válvula e da tubulação montada na mesma.[039] Preferably, the number of star washers forming the stack is chosen so that a sum over the specific free axial expansions of all star washers, which corresponds to the total free axial expansion of the stack, is at least 105 percent in particular at least 110 percent of a travel length of the closing member between the open position and the closed position. As used herein, the specific free axial expansion of each star spring and the free axial expansion of the stack, respectively, refer to the specific axial expansion of each star spring and the axial expansion of the stack without any external confinement, in particular when not being arranged in the valve housing. Due to the total free axial expansion, the stack is greater than one stroke length of the closing member, the star washer stack is tilted after having expanded and transferred the closing member to the closed position. Thus, the stack of star washers exerts a spring force on the closing member which is used to safely press the closing member against a valve seat and thus safely stop a flow of fluid through the valve and piping. mounted on it.

[040] A fim de evitar estresse excessivo no conjunto da mola de acionamento e na sede da válvula, o número de arruelas em estrela que formam a pilha é escolhido de preferência de modo que uma soma sobre as expansões axiais livres específicas de todas as arruelas em estrela seja no máximo 150 por cento de um comprimento de curso do membro de fechamento entre a posição aberta e a posição fechada.[040] In order to avoid excessive stress on the drive spring assembly and valve seat, the number of star washers forming the stack is preferably chosen so that a sum over the specific free axial expansions of all washers is a maximum of 150 percent of a stroke length of the closing member between the open position and the closed position.

[041] De preferência, as arruelas em estrela estão dispostas de modo que os braços das arruelas em estrela vizinhas se dobrem em direções opostas. Vantajosamente, isso permite alcançar um grande comprimento de curso usando um pequeno número de arruelas em estrela na pilha. Esta configuração pode ser notada como um saco de arruelas em estrela em uma conexão em série.[041] Preferably, the star washers are arranged so that the arms of neighboring star washers bend in opposite directions. Advantageously, this allows a large stroke length to be achieved using a small number of star washers in the stack. This configuration can be noted as a bag of star washers in a series connection.

[042] Além disso, a válvula de retenção pode compreender pelo menos um anel de suporte entre cada par de arruelas em estrela vizinhas. Em particular, a válvula de retenção pode compreender pelo menos um anel de suporte entre cada par de arruelas em estrela vizinhas, cujos braços dobram um em direção ao outro ao atingir ou exceder a temperatura de comutação. Vantajosamente, os anéis de suporte impedem que os braços opostos que se dobram um em direção ao outro se encaixem. De preferência, os anéis de suporte são produzidos de um material não magnético, em particular um aço inoxidável austenítico.[042] Furthermore, the check valve may comprise at least one support ring between each pair of neighboring star washers. In particular, the check valve may comprise at least one support ring between each pair of neighboring star washers, the arms of which bend towards each other upon reaching or exceeding the switching temperature. Advantageously, the support rings prevent opposing arms that bend towards each other from snapping together. Preferably, the support rings are produced from a non-magnetic material, in particular an austenitic stainless steel.

[043] Além do mecanismo de acionamento usado para transferir o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada, a válvula de retenção pode ainda compreender um mecanismo de retorno que é disposto e configurado para transferir o membro de fechamento a partir da posição fechada de volta para a posição aberta. O mecanismo de retorno pode ser disposto em oposição ao mecanismo de acionamento, de modo a atuar em uma direção oposta a uma operação efetiva do mecanismo acionamento. Por exemplo, o mecanismo de retorno e o mecanismo acionamento podem ser dispostos em lados opostos de um elemento estrutural do membro de fechamento, por exemplo, um disco guia do membro de fechamento, que forma um encosto para ambos, o mecanismo acionamento e o mecanismo de retorno, nos respectivos lados opostos. O mecanismo de retorno pode compreender uma mola de retorno, em particular uma mola de retorno helicoidal, que exerce uma força de mola de compensação dirigida na posição aberta do membro de fechamento. A força da mola de compensação da mola de retorno é preferencialmente menor do que a força de acionamento do mecanismo de acionamento dirigido na posição fechada. Por exemplo, a força da mola da mola de retorno é cerca de 50% da força de acionamento do mecanismo de acionamento, de modo que a força direcionada na posição fechada exceda quaisquer forças direcionadas na posição aberta. Em particular, a força da mola de compensação da mola de retorno pode ser menor que a força da mola do conjunto de mola de acionamento quando o mecanismo de acionamento é ativado. Conforme descrito acima, a força de acionamento exercida no membro de fechamento pelo mecanismo de acionamento pode ser dada pela força de mola de uma mola de acionamento ou um conjunto de mola de acionamento que atua no membro de fechamento. Da mesma forma, como também descrito acima, uma força de acionamento pode ser causada pelo fluxo de fluido (fluxo de massa) através do canal de fluxo que atua no membro de fechamento, em particular quando o fluxo de fluido atinge ou excede a taxa de fluxo de comutação.[043] In addition to the drive mechanism used to transfer the closure member from the open position to the closed position, the check valve may further comprise a return mechanism that is arranged and configured to transfer the closure member from the closed position back to the open position. The return mechanism may be arranged opposite the drive mechanism so as to act in a direction opposite to effective operation of the drive mechanism. For example, the return mechanism and the drive mechanism may be disposed on opposite sides of a structural member of the closure member, e.g., a closure member guide disc, which forms an abutment for both the drive mechanism and the drive mechanism. return, on the respective opposite sides. The return mechanism may comprise a return spring, in particular a helical return spring, which exerts a compensating spring force directed at the open position of the closure member. The force of the compensation spring of the return spring is preferably less than the driving force of the driven drive mechanism in the closed position. For example, the spring force of the return spring is about 50% of the driving force of the drive mechanism, so the force directed in the closed position exceeds any forces directed in the open position. In particular, the compensation spring force of the return spring may be less than the spring force of the drive spring assembly when the drive mechanism is activated. As described above, the driving force exerted on the closure member by the drive mechanism may be given by the spring force of a drive spring or a drive spring assembly acting on the closure member. Likewise, as also described above, a driving force may be caused by fluid flow (mass flow) through the flow channel acting on the closure member, in particular when the fluid flow reaches or exceeds the flow rate. switching flow.

[044] O mecanismo de retorno também pode ser configurado para manter o membro de fechamento na posição aberta, ou pelo menos para transferir imediatamente o membro de fechamento a partir da posição fechada de volta para a posição aberta, no caso de um surto de pressão (súbito) no lado a montante da válvula de retenção.[044] The return mechanism may also be configured to maintain the closing member in the open position, or at least to immediately transfer the closing member from the closed position back to the open position, in the event of a pressure surge. (sudden) on the upstream side of the check valve.

[045] Naturalmente, o mecanismo de acionamento acionado de modo não elétrico também pode ser configurado e acoplado em modo de operação ao membro de fechamento, de modo a transferir o membro de fechamento a partir da posição fechada para a posição aberta.[045] Naturally, the non-electrically driven drive mechanism can also be configured and coupled in operating mode to the closing member so as to transfer the closing member from the closed position to the open position.

[046] De preferência, a válvula de retenção é configurada de modo que a válvula não abra automaticamente por si mesma, ou seja, que o membro de fechamento permaneça na posição fechada uma vez que o membro de fechamento tenha sido transferido para a posição fechada. Isto pode ser dado devido a uma diferença de pressão acumulada entre o lado a jusante e o lado a montante do membro de fechamento, uma vez que o membro de fechamento está na posição fechada. Na posição fechada, o fluido se acumula no lado a montante do membro de fechamento o que provoca um aumento da pressão do fluido no lado a montante. Se a pressão no lado a jusante for menor, por exemplo, como resultado de um esvaziamento ou despressurização da tubulação a jusante da válvula, a força de fechamento que pressiona o membro de fechamento contra a sede da válvula aumenta ainda mais. Este efeito de fechamento aumenta com uma diferença de pressão crescente entre o lado a jusante e o lado a montante do membro de fechamento. Assim, a válvula de retenção permanece fechada, mesmo que no caso de um mecanismo de acionamento envolvendo um material com memória de forma a temperatura caia novamente abaixo da temperatura de comutação.[046] Preferably, the check valve is configured so that the valve does not open automatically by itself, i.e., that the closing member remains in the closed position once the closing member has been transferred to the closed position . This may be due to an accumulated pressure difference between the downstream side and the upstream side of the closure member, once the closure member is in the closed position. In the closed position, fluid accumulates on the upstream side of the closure member which causes an increase in fluid pressure on the upstream side. If the pressure on the downstream side is lower, for example as a result of emptying or depressurization of the piping downstream of the valve, the closing force pressing the closing member against the valve seat increases further. This closure effect increases with an increasing pressure difference between the downstream side and the upstream side of the closure member. Thus, the check valve remains closed, even if in the case of a drive mechanism involving a shape memory material the temperature drops below the switching temperature again.

[047] Além disso, a válvula de retenção pode ser configurada para ser reajustável/aberta manualmente, em particular apenas manualmente. Ou seja, a válvula de retenção pode ser configurada de modo que o membro de fechamento seja manualmente, em particular apenas manualmente, transferível a partir da posição fechada para a posição aberta após ter sido ativado e transferido para a posição fechada. Isso pode ser conseguido invertendo a diferença de pressão entre o lado a jusante e o lado a montante do membro de fechamento, por exemplo, aliviando a pressão no lado a montante e/ou aplicando pressão no lado a jusante.[047] Furthermore, the check valve can be configured to be resettable/open manually, in particular only manually. That is, the check valve can be configured so that the closing member is manually, in particular only manually, transferable from the closed position to the open position after it has been activated and transferred to the closed position. This can be achieved by reversing the pressure difference between the downstream side and the upstream side of the closure member, for example, by relieving pressure on the upstream side and/or applying pressure to the downstream side.

[048] Dependendo da aplicação preferida, a válvula de retenção pode ser adequada para uso em uma faixa de temperatura ambiente de 0 graus Celsius a pelo menos 450 graus Celsius e para temperaturas de fluidos de até 400 graus Celsius e projetada para pressões máximas de até 170 bar. A velocidade do fluxo do fluido pode atingir ou exceder a velocidade do som.[048] Depending on the preferred application, the check valve may be suitable for use in an ambient temperature range of 0 degrees Celsius to at least 450 degrees Celsius and for fluid temperatures up to 400 degrees Celsius and designed for maximum pressures up to 170 bar. The speed of fluid flow can reach or exceed the speed of sound.

[049] As aplicações da válvula de retenção e do seu princípio de invenção inerente são concebíveis em áreas de instalações nas quais uma tubulação deve ser fechada automática e passivamente de maneira ativada por temperatura. De preferência, a válvula de retenção é configurada para uso em uma instalação nuclear, em particular em uma usina nuclear. Em alternativa, a válvula de retenção pode ser utilizada em um reator químico convencional e em uma central eléctrica convencional. Os parâmetros de operação e design mencionados acima podem variar muito dependendo da aplicação. Os ajustes necessários podem então ser feitos em particular pela seleção adequada do material, dimensionamento dos componentes, tipo de mola e tratamento termomecânico do material com memória de forma.[049] Applications of the check valve and its inherent inventive principle are conceivable in areas of installations in which a pipeline must be closed automatically and passively in a temperature-activated manner. Preferably, the check valve is configured for use in a nuclear installation, in particular a nuclear power plant. Alternatively, the check valve can be used in a conventional chemical reactor and a conventional power plant. The operation and design parameters mentioned above can vary greatly depending on the application. The necessary adjustments can then be made in particular by appropriate material selection, component sizing, spring type and thermomechanical treatment of the shape memory material.

[050] Um segundo aspecto da presente invenção se refere a uma válvula de retenção para instalação em uma tubulação, em particular, em uma tubulação de uma instalação nuclear, ou em um reator químico convencional e usinas convencionais, tal como uma usina nuclear, ou em um reator químico convencional e em uma usina de energia convencional, para interromper um fluxo de fluido através da tubulação em caso de falha operacional, por exemplo, no caso de vazamento de tubulação. A válvula de retenção compreende um alojamento de válvula incluindo um canal de fluxo que passa através do alojamento de válvula. A válvula de retenção compreende ainda um membro de fechamento que está disposto pelo menos parcialmente no canal de fluxo e pode ser reversivelmente transferido entre uma posição aberta e uma posição fechada de modo a abrir ou fechar o canal de fluxo através do alojamento da válvula. Além disso, a válvula de retenção compreende um conjunto de mola de acionamento acoplado em modo de operação ao membro de fechamento e disposto no canal de fluxo de modo a estar em contato direto com um fluido que flui através do canal de fluxo durante a operação, em que o conjunto de mola compreende um material com memória de forma e é configurado para mudar sua forma ao atingir ou exceder uma temperatura de comutação em virtude do aquecimento pelo fluido, transferindo assim o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada. O conjunto de mola de acionamento compreende uma pilha de arruelas em estrela, cada uma das quais compreende um anel de arruela e uma pluralidade de braços de mola que se estendem em forma de estrela radialmente para fora a partir do anel de arruela.[050] A second aspect of the present invention relates to a check valve for installation in a pipeline, in particular, in a pipeline of a nuclear installation, or in a conventional chemical reactor and conventional plants, such as a nuclear power plant, or in a conventional chemical reactor and in a conventional power plant, to stop a flow of fluid through the pipeline in the event of an operational failure, for example in the event of a pipeline leak. The check valve comprises a valve housing including a flow channel passing through the valve housing. The check valve further comprises a closing member that is disposed at least partially in the flow channel and can be reversibly transferred between an open position and a closed position so as to open or close the flow channel through the valve housing. Furthermore, the check valve comprises a drive spring assembly coupled in operation to the closing member and disposed in the flow channel so as to be in direct contact with a fluid flowing through the flow channel during operation. wherein the spring assembly comprises a shape memory material and is configured to change its shape upon reaching or exceeding a switching temperature due to heating by the fluid, thereby transferring the closure member from the open position to the closed position . The drive spring assembly comprises a stack of star washers, each of which comprises a washer ring and a plurality of spring arms extending in a star shape radially outwardly from the washer ring.

[051] Outras características e vantagens do conjunto de mola de acionamento foram descritas acima em relação à válvula de retenção de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção e, portanto, se aplicam igualmente à válvula de retenção de acordo com o segundo aspecto da presente invenção. Portanto, esses recursos e vantagens não serão repetidos.[051] Other features and advantages of the actuation spring assembly have been described above in relation to the check valve according to the first aspect of the present invention and therefore apply equally to the check valve according to the second aspect of the present invention. Therefore, these features and advantages will not be repeated.

[052] Além disso, a válvula de retenção de acordo com este segundo aspecto da presente invenção pode compreender pelo menos um indicador de posição para indicar se o membro de fechamento está na posição aberta ou na posição fechada. O indicador de posição compreende pelo menos um membro indicador disposto de forma móvel em ou no alojamento da válvula entre uma primeira posição e uma segunda posição. O membro indicador é acoplado magneticamente ao membro de fechamento, de modo que o membro indicador é transferido magneticamente para a primeira posição quando o membro de fechamento é transferido para a posição aberta e para a segunda posição quando o membro de fechamento é transferido para a posição fechada.[052] Furthermore, the check valve according to this second aspect of the present invention may comprise at least one position indicator to indicate whether the closing member is in the open position or in the closed position. The position indicator comprises at least one indicator member movably disposed in or on the valve housing between a first position and a second position. The indicating member is magnetically coupled to the closing member, such that the indicating member is magnetically transferred to the first position when the closing member is transferred to the open position and to the second position when the closing member is transferred to the open position. closed.

[053] Outras características e vantagens do indicador de posição foram descritas acima em relação à válvula de retenção de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção e, portanto, se aplicam igualmente à válvula de retenção de acordo com o segundo aspecto da presente invenção. Portanto, esses recursos e vantagens não serão repetidos.[053] Other features and advantages of the position indicator were described above in relation to the check valve according to the first aspect of the present invention and, therefore, apply equally to the check valve according to the second aspect of the present invention. Therefore, these features and advantages will not be repeated.

[054] A presente invenção será melhor descrita, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:[054] The present invention will be further described, by way of example only, with reference to the attached drawings, in which:

[055] A Figura 1 ilustra uma realização exemplar de uma válvula de retenção de acordo com a presente invenção em uma vista seccionada;[055] Figure 1 illustrates an exemplary embodiment of a check valve according to the present invention in a sectioned view;

[056] a Figura 2 é uma vista parcial ampliada da válvula de retenção de acordo com a realização mostrada na Figura 1;[056] Figure 2 is an enlarged partial view of the check valve according to the embodiment shown in Figure 1;

[057] a Figura 3 é uma vista em perspectiva da válvula de retenção de acordo com a realização mostrada na Figura 1;[057] Figure 3 is a perspective view of the check valve according to the embodiment shown in Figure 1;

[058] a Figura 4 é uma vista lateral da válvula de retenção de acordo com a realização mostrada na Figura 1;[058] Figure 4 is a side view of the check valve according to the embodiment shown in Figure 1;

[059] a Figura 5 ilustra uma realização exemplar de uma arruela em estrela usada na válvula de retenção de acordo com a Figura 1 em uma vista dianteira;[059] Figure 5 illustrates an exemplary embodiment of a star washer used in the check valve according to Figure 1 in a front view;

[060] a Figura 6 é uma vista lateral da arruela em estrela de acordo com a Figura 5 mostrando tanto a configuração deformada quanto a não reformada; e[060] Figure 6 is a side view of the star washer according to Figure 5 showing both the deformed and unreformed configuration; It is

[061] a Figura 7 é uma vista em perspectiva da arruela em estrela de acordo com a Figura 5.[061] Figure 7 is a perspective view of the star washer according to Figure 5.

[062] as Figuras 1 - 4 mostram uma realização exemplar de uma válvula de retenção 1 de acordo com a presente invenção. A válvula 1 é configurada para uso em uma tubulação 50, em particular em uma tubulação de uma instalação nuclear, para interromper um fluxo de fluido através da tubulação 50 no caso de uma falha operacional na instalação. Em geral, o fluido pode ser um líquido, um gás ou uma mistura dos mesmos, possivelmente em estado supercrítico. Normalmente, o fluido pode ser pressurizado na tubulação. Como exemplo, a válvula de retenção 1 pode ser instalada em uma tubulação de uma usina nuclear que passa pela contenção do reator e acopla em modo de fluxo de fluido o circuito de refrigeração primário dentro da contenção com um dispositivo de medição ou amostragem fora da contenção. Nesta configuração específica, a válvula de retenção 1 pode servir para evitar que a radioatividade escape em áreas fora da contenção, por exemplo, no caso de um aumento excessivo da temperatura do fluido e/ou da taxa de fluxo na tubulação.[062] Figures 1 - 4 show an exemplary embodiment of a check valve 1 according to the present invention. Valve 1 is configured for use in a pipeline 50, in particular a pipeline of a nuclear facility, to stop a flow of fluid through the pipeline 50 in the event of an operational failure in the facility. In general, the fluid can be a liquid, a gas or a mixture thereof, possibly in a supercritical state. Typically, the fluid can be pressurized in the piping. As an example, check valve 1 may be installed in a nuclear power plant pipeline that passes through the reactor containment and couples in fluid flow mode the primary cooling circuit within the containment with a measuring or sampling device outside the containment. . In this specific configuration, check valve 1 may serve to prevent radioactivity from escaping into areas outside of containment, for example, in the event of an excessive increase in fluid temperature and/or flow rate in the tubing.

[063] A válvula de retenção 1 compreende um alojamento de válvula cilíndrico 3 que inclui um canal de fluxo 5 que passa através do alojamento de válvula 3. Para conexão com a tubulação 50, o alojamento de válvula cilíndrico 3 compreende em cada extremidade axial uma porção de conexão 8, 9 tendo um rosca externa. Cada porção de conexão rosqueada 8, 9 é fixada através de uma porca de acoplamento 51 com uma respectiva extremidade de acoplamento da tubulação 50. Como pode ser visto em particular na Figura 1, o canal de fluxo 5 através das porções de conexão 8, 9 é cônico de tal forma que a seção transversal do canal de fluxo 5 aumenta em direção à respectiva extremidade axial do alojamento de válvula 3. Vantajosamente, as seções de extremidade das tubulações 50 também são cônicas na parte externa, de modo que a seção transversal externa das tubulações 50 diminui em direção às respectivas extremidades livres das tubulações 50. Devido a isso, as seções de extremidade das tubulações 50 se encaixam com precisão nas porções de extremidade cônicas do canal de fluxo 5 através do alojamento da válvula 3. Bordas chanfradas nas faces de extremidade axiais das porções de conexão 8, 9 facilitam o encaixe da válvula de retenção com a tubulação.[063] The check valve 1 comprises a cylindrical valve housing 3 that includes a flow channel 5 passing through the valve housing 3. For connection with the pipeline 50, the cylindrical valve housing 3 comprises at each axial end a connecting portion 8, 9 having an external thread. Each threaded connection portion 8, 9 is secured via a coupling nut 51 with a respective pipeline coupling end 50. As can be seen in particular in Figure 1, the flow channel 5 through the connection portions 8, 9 is conical in such a way that the cross-section of the flow channel 5 increases towards the respective axial end of the valve housing 3. Advantageously, the end sections of the pipelines 50 are also conical on the outside, so that the external cross-section of the pipes 50 decreases towards the respective free ends of the pipes 50. Due to this, the end sections of the pipes 50 precisely fit into the tapered end portions of the flow channel 5 through the valve housing 3. Chamfered edges on the faces axial end points of the connecting portions 8, 9 facilitate fitting of the check valve with the pipeline.

[064] Dentro do canal de fluxo 5, um membro de fechamento 10 é transferido de modo reversível entre uma posição aberta e uma posição fechada, de modo a abrir ou fechar o canal de fluxo 5 através do alojamento de válvula 3. Na posição aberta, como mostrado nas Figuras 1 e 2, o membro de fechamento é retirado a partir da sede de válvula, limpando assim a passagem de fluido através do canal de fluxo 5. Vice-versa, na posição fechada, o membro de fechamento 10 está em contato de vedação com uma sede de válvula 7, fechando assim a passagem de fluido através do canal de fluxo 5 (não mostrado). Na presente realização, quando a válvula de retenção 1 está aberta, um fluxo de fluido é fornecido na tubulação 50 da direita para a esquerda, conforme indicado pelo símbolo de seta no lado superior da válvula 1 (ver Figura 3). De acordo, a porção de conexão direita 8 pode ser indicada como uma entrada ou extremidade a montante da válvula 1, e a porção de conexão esquerda 9 pode ser indicada como uma saída ou extremidade a jusante da válvula de retenção 1. Quando a válvula de retenção 1 está fechada, o fluido se acumula à direita do membro de fechamento 10, causando um aumento da pressão do fluido no lado a montante do membro de fechamento. Consequentemente, o lado direito da válvula de retenção 1 também pode ser indicado como um lado de alta pressão ou lado a montante da válvula, enquanto o lado esquerdo pode ser indicado como um lado de baixa pressão ou um lado a jusante da válvula 1.[064] Within the flow channel 5, a closing member 10 is reversibly transferred between an open position and a closed position so as to open or close the flow channel 5 through the valve housing 3. In the open position 1 and 2, the closing member is withdrawn from the valve seat, thus clearing the fluid passage through the flow channel 5. Vice versa, in the closed position, the closing member 10 is in sealing contact with a valve seat 7, thus closing the passage of fluid through the flow channel 5 (not shown). In the present embodiment, when the check valve 1 is open, a flow of fluid is provided in the pipeline 50 from right to left, as indicated by the arrow symbol on the upper side of the valve 1 (see Figure 3). Accordingly, the right connecting portion 8 may be indicated as an inlet or upstream end of the valve 1, and the left connecting portion 9 may be indicated as an outlet or downstream end of the check valve 1. When the check valve retention 1 is closed, fluid accumulates to the right of the closure member 10, causing an increase in fluid pressure on the upstream side of the closure member. Accordingly, the right side of check valve 1 can also be indicated as a high pressure side or upstream side of the valve, while the left side can be indicated as a low pressure side or a downstream side of the valve 1.

[065] Na presente realização, o membro de fechamento 10 compreende um cone de fechamento arredondado 11 (também frequentemente denominado como cone de válvula), que é configurado para interagir em maneira de vedação com a sede da válvula 7 (também denominada sede de vedação). A sede d válvula 7 é formada como uma constrição anular no canal de fluxo cilíndrico 5. O membro de fechamento 10 compreende ainda uma haste cilíndrica 12 que é formada ou rigidamente conectada ao cone de fechamento 11 em um lado voltado para longe da sede de válvula 7. A haste 12 tem uma seção transversal menor do que o canal de fluxo 5 nesta área, permitindo que o fluido flua prontamente em torno da haste 12. O membro de fechamento 10 compreende ainda um disco guia 16 que é formado ou rigidamente conectado à haste 12 oposto ao cone de fechamento 11. O disco guia 16 está configurado para deslizar, guiar e centrar o membro de fechamento 10 dentro do canal de fluxo 5, em particular durante a transferência entre a posição aberta e a posição fechada. Além disso, o disco guia 16 forma um encosto para um mecanismo de acionamento 20 no lado direito do disco 16, permitindo que este mecanismo de acionamento 20 exerça uma força de acionamento no membro de fechamento 10 para transferir o membro de fechamento 10 a partir de uma posição aberta para uma posição fechada. Na presente realização, o mecanismo de acionamento 2 0 é um conjunto de mola de acionamento 21, cujos detalhes serão descritos em mais detalhes abaixo. Além disso, o disco guia 16 forma um encosto para um mecanismo de retorno 40 que está disposto no lado esquerdo do disco 16 e configurado para transferir o membro de fechamento 10 a partir da posição fechada de volta para a posição aberta. Na presente realização, o mecanismo de retorno 40 compreende uma mola de retorno helicoidal 41 que em uma extremidade encosta no disco guia 16 e na outra extremidade encosta em um batente de extremidade que é formado pela constrição anular que define a sede da válvula 7. A força de compensação da mola da mola de retorno 41 é menor do que a força da mola do conjunto da mola de acionamento 21 quando o mecanismo de acionamento 20 é ativado. Por exemplo, a força da mola da mola de retorno 41 é de cerca de 50% da força da mola do conjunto de mola 21, de modo que a força direcionada na posição fechada exceda quaisquer forças direcionadas na posição aberta,[065] In the present embodiment, the closing member 10 comprises a rounded closing cone 11 (also often referred to as a valve cone), which is configured to interact in a sealing manner with the valve seat 7 (also referred to as a sealing seat). ). The valve seat 7 is formed as an annular constriction in the cylindrical flow channel 5. The closure member 10 further comprises a cylindrical stem 12 which is formed or rigidly connected to the closure cone 11 on a side facing away from the valve seat. 7. Stem 12 has a smaller cross-section than flow channel 5 in this area, allowing fluid to flow readily around stem 12. Closing member 10 further comprises a guide disc 16 which is formed or rigidly connected to the rod 12 opposite the closing cone 11. The guide disc 16 is configured to slide, guide and center the closing member 10 within the flow channel 5, in particular during transfer between the open position and the closed position. Furthermore, the guide disk 16 forms an abutment for a drive mechanism 20 on the right side of the disk 16, allowing this drive mechanism 20 to exert a driving force on the closure member 10 to transfer the closure member 10 from an open position to a closed position. In the present embodiment, the drive mechanism 20 is a drive spring assembly 21, details of which will be described in more detail below. Furthermore, the guide disc 16 forms an abutment for a return mechanism 40 which is disposed on the left side of the disc 16 and configured to transfer the closing member 10 from the closed position back to the open position. In the present embodiment, the return mechanism 40 comprises a helical return spring 41 which at one end abuts against the guide disc 16 and at the other end abuts against an end stop which is formed by the annular constriction that defines the valve seat 7. Spring compensation force of the return spring 41 is less than the spring force of the drive spring assembly 21 when the drive mechanism 20 is activated. For example, the spring force of the return spring 41 is about 50% of the spring force of the spring assembly 21, so that the force directed in the closed position exceeds any forces directed in the open position,

[066] Como indicado acima, o mecanismo de acionamento 20 da presente realização é realizado por um conjunto de mola de acionamento 21. Em uma extremidade, o conjunto de mola 21 encosta no disco guia 16. Na outra extremidade, o conjunto de mola 21 encosta em um batente de extremidade axial 14 que está rigidamente conectado ao alojamento de válvula 3, permitindo assim que uma expansão axial do conjunto de mola 21 seja transferida para um movimento do membro de fechamento 10 em relação ao alojamento de válvula 3 em direção à sede de válvula 7. Na presente realização, o batente de extremidade axial 14 é formado por um disco de encosto 15 que está disposto em uma porção de ressalto do canal de fluxo 5 adjacente à porção de conexão 8 no lado de entrada. O disco de encosto 15 é fixado axialmente por um anel de fixação 19.[066] As indicated above, the drive mechanism 20 of the present embodiment is carried out by a drive spring assembly 21. At one end, the spring assembly 21 abuts the guide disc 16. At the other end, the spring assembly 21 abuts an axial end stop 14 which is rigidly connected to the valve housing 3, thereby allowing an axial expansion of the spring assembly 21 to be transferred to a movement of the closing member 10 relative to the valve housing 3 towards the seat. of valve 7. In the present embodiment, the axial end stop 14 is formed by an abutment disc 15 which is disposed on a shoulder portion of the flow channel 5 adjacent to the connecting portion 8 on the inlet side. The thrust disc 15 is fixed axially by a clamping ring 19.

[067] Tanto o disco guia 16 quanto o disco de encosto 15 compreendem uma pluralidade de aberturas de modo a fornecer uma passagem de fluido através do respectivo disco 15, 16. Por exemplo, o disco guia 16 e/ou o disco de encosto 15 podem ter a forma de uma roda de raios.[067] Both the guide disc 16 and the thrust disc 15 comprise a plurality of openings so as to provide a passage of fluid through the respective disc 15, 16. For example, the guide disc 16 and/or the thrust disc 15 may be shaped like a spoked wheel.

[068] O conjunto de mola 21 de acordo com a presente realização compreende uma pilha de arruelas em estrela 22, cujos detalhes são mostrados nas Figuras 5 - 7. Cada arruela em estrela 22 compreende um anel de arruela 23 e uma pluralidade de braços de mola 24 que se estendem em uma maneira em forma de estrela radialmente para fora a partir do anel de arruela 23. Na presente realização, cada arruela em estrela 22 compreende doze braços de mola 24 que são igualmente distribuídos em torno da circunferência externa do anel de arruela 23. O anel de arruela 23 define uma abertura central 25. Para facilitar a montagem da pilha, a arruela em estrela 22 pode ser disposta ao longo de uma haste guia cilíndrica 13 que se estende através das aberturas centrais 25 de cada arruela em estrela 22 ao longo do eixo central do canal de fluxo 5. A haste guia cilíndrica 13 pode ser conectada ou formada integralmente com o disco guia 16 do membro de fechamento 10. Ou seja, a haste guia 13 pode ser parte integrante do membro de fechamento 10. Como mostrado na Figura 5, a seção transversal da abertura central 25 de cada arruela em estrela 22 pode compreender uma ou mais porções planas. Da mesma forma, a seção transversal da haste guia cilíndrica 13 pode compreender uma ou mais partes planas que correspondem a mais uma parte plana da abertura central 25, de modo que as arruelas em estrela 22 sejam travadas contra rotação. Além disso, a haste guia 13 também pode ser fornecida com orifícios de passagem para fornecer uma passagem de fluido através da haste 13.[068] The spring assembly 21 according to the present embodiment comprises a stack of star washers 22, details of which are shown in Figures 5 - 7. Each star washer 22 comprises a washer ring 23 and a plurality of spring arms. spring 24 which extend in a star-shaped manner radially outwardly from the washer ring 23. In the present embodiment, each star washer 22 comprises twelve spring arms 24 which are equally distributed around the outer circumference of the ring. washer 23. The washer ring 23 defines a central opening 25. To facilitate assembly of the stack, the star washer 22 may be disposed along a cylindrical guide rod 13 which extends through the central openings 25 of each star washer 22 along the central axis of the flow channel 5. The cylindrical guide rod 13 may be connected or integrally formed with the guide disc 16 of the closure member 10. That is, the guide rod 13 may be an integral part of the closure member 10 As shown in Figure 5, the cross section of the central opening 25 of each star washer 22 may comprise one or more flat portions. Likewise, the cross section of the cylindrical guide rod 13 may comprise one or more flat parts corresponding to a further flat part of the central opening 25 so that the star washers 22 are locked against rotation. Furthermore, the guide rod 13 may also be provided with through holes to provide a fluid passage through the rod 13.

[069] De acordo com um aspecto preferido da presente invenção, o conjunto de mola 21 é produzido de um material com memória de forma fazendo com que o conjunto de mola 21 mude sua forma ao atingir ou exceder uma temperatura de comutação. Na presente realização, as arruelas em estrela 22 do conjunto de mola 21 são produzidas de um material com memória de forma de duas vias, por exemplo, uma liga austenítica de níquel-titânio-háfnio. Abaixo de uma chamada temperatura de comutação, cada arruela em estrela 22 está em uma configuração plana na qual os braços de mola 24 estão dentro de um plano 26 definido pelo anel de arruela 23. A configuração plana da arruela em estrela é ilustrada na Figura 6 usando linhas. No que diz respeito ao efeito memória de forma, a configuração plana corresponde à forma deformada. Ao atingir ou exceder a temperatura de comutação, cada arruela estrela 22 retorna à sua forma pré-deformada ("lembrada") na qual os braços de mola 23 se dobram para fora do plano 26 em uma direção transversal ao plano 26 (configuração de dobra). Esta configuração é ilustrada na Figura 6 usando linhas tracejadas. Em virtude da curvatura dos braços 23, cada arruela em estrela 22 experimenta uma expansão axial específica ao longo de um eixo de comprimento da pilha ao atingir ou exceder a temperatura de comutação. Como resultado, o conjunto de mola de acionamento 21 sofre uma expansão axial ao longo de um eixo de comprimento da pilha que causa a transferência do membro de fechamento 10 a partir da posição aberta para a posição fechada.[069] According to a preferred aspect of the present invention, the spring assembly 21 is produced from a shape memory material causing the spring assembly 21 to change its shape upon reaching or exceeding a switching temperature. In the present embodiment, the star washers 22 of the spring assembly 21 are produced from a two-way shape memory material, for example, a nickel-titanium-hafnium austenitic alloy. Below a so-called switching temperature, each star washer 22 is in a flat configuration in which the spring arms 24 are within a plane 26 defined by the washer ring 23. The flat configuration of the star washer is illustrated in Figure 6 using lines. Regarding the shape memory effect, the flat configuration corresponds to the deformed shape. Upon reaching or exceeding the switching temperature, each star washer 22 returns to its pre-deformed ("remembered") shape in which the spring arms 23 bend out of the plane 26 in a direction transverse to the plane 26 (bending configuration ). This configuration is illustrated in Figure 6 using dashed lines. Due to the curvature of the arms 23, each star washer 22 experiences a specific axial expansion along a stack length axis upon reaching or exceeding the switching temperature. As a result, the drive spring assembly 21 undergoes an axial expansion along a stack length axis which causes transfer of the closure member 10 from the open position to the closed position.

[070] Na configuração plana, cada arruela em estrela 22 tem uma dimensão axial, ou seja, uma espessura na faixa entre 0,5 mm e 2 mm, em particular entre 0,5 mm e 1 mm, de preferência entre 0,6 mm e 0,8 mm. Além disso, cada arruela em estrela 22 é configurada de modo que a expansão axial livre específica, ou seja, o aumento da dimensão axial da arruela estrela 22 ao retornar a partir da configuração plana para a configuração curva esteja em uma faixa entre 0,2 mm e 1 mm, em particular entre 0,3 mm e 0,7 mm, de preferência cerca de 0,5 mm.[070] In the flat configuration, each star washer 22 has an axial dimension, that is, a thickness in the range between 0.5 mm and 2 mm, in particular between 0.5 mm and 1 mm, preferably between 0.6 mm and 0.8 mm. Furthermore, each star washer 22 is configured so that the specific free axial expansion, i.e. the increase in axial dimension of the star washer 22 when returning from the flat configuration to the curved configuration is in a range between 0.2 mm and 1 mm, in particular between 0.3 mm and 0.7 mm, preferably about 0.5 mm.

[071] Por um lado, o número de arruelas em estrela 22 que formam a pilha é escolhido de modo que uma soma sobre as expansões axiais livres específicas de todas as arruelas em estrela 22, que corresponde à expansão axial livre total da pilha, seja maior, de preferência pelo menos 5 por cento maior do que o comprimento do curso do membro de fechamento 10 entre a posição aberta e a posição fechada. Devido a isso, o conjunto de mola 21 é pressionado após ter expandido e transferido o membro de fechamento na posição fechada, exercendo assim uma força de mola no membro de fechamento 10 que pressiona com segurança o cone de fechamento 11 contra a sede da válvula 7.[071] On the one hand, the number of star washers 22 that form the stack is chosen so that a sum over the specific free axial expansions of all star washers 22, which corresponds to the total free axial expansion of the stack, is greater, preferably at least 5 percent greater than the stroke length of the closing member 10 between the open position and the closed position. Due to this, the spring assembly 21 is pressed after having expanded and transferred the closing member in the closed position, thereby exerting a spring force on the closing member 10 which securely presses the closing cone 11 against the valve seat 7 .

[072] Por outro lado, o número de arruelas em estrela que formam a pilha é escolhido de preferência de modo que uma soma sobre as expansões axiais livres específicas das arruelas em estrela seja no máximo 150 por cento do comprimento do curso do membro de fechamento 10. Vantajosamente, isso evita estresse excessivo no conjunto da mola de acionamento 21 e na sede da válvula 7.[072] On the other hand, the number of star washers forming the stack is preferably chosen so that a sum over the specific free axial expansions of the star washers is at most 150 percent of the stroke length of the closing member 10. Advantageously, this prevents excessive stress on the drive spring assembly 21 and valve seat 7.

[073] Na presente realização, as arruelas em estrela 22 são dispostas de modo que os braços 23 das arruelas em estrela 22 vizinhas dobrem em direções opostas. Vantajosamente, isso permite alcançar um grande comprimento de curso usando um pequeno número de arruelas em estrela na pilha.[073] In the present embodiment, the star washers 22 are arranged so that the arms 23 of neighboring star washers 22 bend in opposite directions. Advantageously, this allows a large stroke length to be achieved using a small number of star washers in the stack.

[074] Além disso, um anel de suporte 27 é fornecido entre cada par de arruelas em estrela vizinhas 22 cujos braços de mola 23 dobram um em direção ao outro ao atingir ou exceder a temperatura de comutação, a fim de evitar que os braços opostos que se dobram um em direção ao outro se encaixem. De preferência, os anéis de suporte 27 são produzidos de um material não magnético, em particular um aço inoxidável austenítico.[074] Additionally, a support ring 27 is provided between each pair of neighboring star washers 22 whose spring arms 23 bend toward each other upon reaching or exceeding the switching temperature, in order to prevent the opposing arms from that bend towards each other fit together. Preferably, the support rings 27 are made of a non-magnetic material, in particular an austenitic stainless steel.

[075] A seguir, são proporcionados mais detalhes da válvula de retenção e seu princípio de funcionamento: Durante a operação normal, a válvula de retenção 1 está aberta, pois cada uma das arruelas em estrela 22 está na configuração plana. Assim, o fluido pode fluir livremente através da tubulação 50 e da válvula 1. Por exemplo, o fluido pode ser refrigerante de reator passando a partir do circuito de refrigeração primário de um reator através da tubulação 50 e da válvula 1 em direção a um dispositivo de medição ou amostragem fora do reator contenção. No caso de uma liberação acidental do refrigerante do reator dentro da contenção, a temperatura (e também a pressão) do refrigerante faz com que o conjunto de mola aqueça devido ao conjunto de mola 21 estar em contato direto com o refrigerante do reator. Ao atingir ou exceder a temperatura de comutação, as arruelas em estrela se transformam na configuração expandida ou curvada em um tempo muito curto (tipicamente milissegundos a alguns segundos), transferindo assim o membro de fechamento 10 a partir da posição aberta para a posição fechada conforme descrito acima. Uma vez que o membro de fechamento 10 está na posição fechada, o fluido se acumula no lado a montante do membro de fechamento 10, o que causa um aumento da pressão do fluido no lado a montante. Se a pressão no lado a jusante for menor, por exemplo, como resultado de um esvaziamento ou despressurização da tubulação 50 a jusante da válvula, a força de fechamento que pressiona o membro de fechamento 10 contra a sede de válvula 7 aumenta ainda mais. Este efeito de vedação adicional aumenta com uma diferença de pressão crescente entre o lado a jusante e o lado a montante do membro de fechamento 10. Em virtude da diferença de pressão, a válvula de retenção 1 permanece fechada mesmo se a temperatura cair novamente abaixo da temperatura de comutação. A válvula 1 só abre novamente quando a diferença de pressão diminui em direção ao valor inicial. Isto pode ser conseguido, por exemplo, aliviando a pressão no lado a montante da válvula 1 e/ou aplicando pressão no lado a jusante.[075] Further details of the check valve and its operating principle are provided below: During normal operation, check valve 1 is open, as each of the star washers 22 is in the flat configuration. Thus, fluid can flow freely through piping 50 and valve 1. For example, fluid may be reactor coolant passing from the primary coolant circuit of a reactor through piping 50 and valve 1 toward a device measuring or sampling outside the reactor containment. In the event of an accidental release of reactor coolant within the containment, the temperature (and also pressure) of the coolant causes the spring assembly to heat up due to the spring assembly 21 being in direct contact with the reactor coolant. Upon reaching or exceeding the switching temperature, the star washers transform into the expanded or curved configuration in a very short time (typically milliseconds to a few seconds), thereby transferring the closing member 10 from the open position to the closed position as per described above. Once the closure member 10 is in the closed position, fluid accumulates on the upstream side of the closure member 10, which causes an increase in fluid pressure on the upstream side. If the pressure on the downstream side is lower, for example as a result of an emptying or depressurization of the pipeline 50 downstream of the valve, the closing force pressing the closing member 10 against the valve seat 7 increases further. This additional sealing effect increases with an increasing pressure difference between the downstream side and the upstream side of the closing member 10. Due to the pressure difference, the check valve 1 remains closed even if the temperature drops below the switching temperature. Valve 1 only opens again when the pressure difference decreases towards the initial value. This can be achieved, for example, by relieving pressure on the upstream side of valve 1 and/or applying pressure on the downstream side.

[076] Para monitorar de forma confiável a posição real da válvula (aberta/fechada), a válvula de retenção 1 de acordo com a presente realização compreende um primeiro e um segundo indicador de posição 30, 34 que indicam se o membro de fechamento 10 está na posição aberta ou na posição fechada. Ambos, o primeiro indicador de posição 30 e o segundo indicador de posição 34 compreendem um membro indicador magnético 31, 32 que é acoplado magneticamente ao membro de fechamento 10 para seguir seu movimento entre a posição aberta e a posição fechada. Na presente realização, cada membro indicador 31, 32 é uma esfera produzida de um material magnético permanente, por exemplo, neodímio-ferro- boro ou samário-cobalto. O membro de fechamento 10 é produzido de um material magnético, tal como aço inoxidável ferromagnético. Devido a este emparelhamento de material específico, cada um dos membros indicadores 31, 33 é acoplado magneticamente (atração) ao membro de fechamento 10. Assim, quando o membro de fechamento 10 é transferido entre a posição aberta e fechada, os membros indicadores 31, 32 seguem magneticamente o movimento do membro de fechamento 10 entre uma respectiva primeira e uma respectiva segunda posição.[076] To reliably monitor the actual position of the valve (open/closed), the check valve 1 according to the present embodiment comprises a first and a second position indicator 30, 34 which indicate whether the closing member 10 is in the open position or closed position. Both the first position indicator 30 and the second position indicator 34 comprise a magnetic indicator member 31, 32 which is magnetically coupled to the closing member 10 to follow its movement between the open position and the closed position. In the present embodiment, each index member 31, 32 is a sphere made of a permanent magnetic material, for example, neodymium-iron-boron or samarium-cobalt. The closure member 10 is produced from a magnetic material, such as ferromagnetic stainless steel. Due to this specific material pairing, each of the indicator members 31, 33 is magnetically coupled (attraction) to the closing member 10. Thus, when the closing member 10 is transferred between the open and closed position, the indicator members 31, 32 magnetically follow the movement of the closure member 10 between a respective first and a respective second position.

[077] Como pode ser visto em particular nas Figuras 1 e 2, cada um dos membros indicadores 31, 32 está disposto de forma móvel em uma respectiva gaiola de guia 33, 36, que está disposta posteriormente em lados opostos da válvula de retenção 1. Cada das gaiolas de guia 33, 36 compreende uma cavidade alongada que define uma pista guia para o respectivo membro indicador 31, 32 que está alinhado paralelamente à trajetória do membro de fechamento 10 entre a posição aberta e a posição fechada. Como pode ser visto ainda nas Figuras 1 e 2, o comprimento do trilho guia, isto é, o comprimento da cavidade alongada, corresponde substancialmente ao comprimento do curso do membro de fechamento 10 entre a posição aberta e a posição fechada. Assim, quando o membro de fechamento 10 está na posição aberta, como mostrado na Figura 3 e na Figura 4, cada um dos membros indicadores 31, 32 está em sua respectiva primeira posição na qual encosta em uma primeira extremidade (a montante) do respectivo trilho guia. Da mesma forma, quando o membro de fechamento 10 está na posição fechada (não mostrada), cada um dos membros indicadores 31, 32 está em sua respectiva segunda posição na qual encosta em uma segunda extremidade (a jusante) do respectivo trilho guia.[077] As can be seen in particular in Figures 1 and 2, each of the indicator members 31, 32 is movably disposed in a respective guide cage 33, 36, which is disposed subsequently on opposite sides of the check valve 1 Each of the guide cages 33, 36 comprises an elongated cavity that defines a guide track for the respective indicator member 31, 32 which is aligned parallel to the trajectory of the closing member 10 between the open position and the closed position. As can further be seen from Figures 1 and 2, the length of the guide rail, that is, the length of the elongated cavity, substantially corresponds to the length of travel of the closing member 10 between the open position and the closed position. Thus, when the closing member 10 is in the open position, as shown in Figure 3 and Figure 4, each of the indicator members 31, 32 is in its respective first position in which it abuts a first (upstream) end of the respective guide rail. Likewise, when the closing member 10 is in the closed position (not shown), each of the indicator members 31, 32 is in its respective second position in which it abuts a second (downstream) end of the respective guide rail.

[078] Para determinar a posição do membro de fechamento 10 por mera inspeção da válvula de fora, a gaiola de guia 33 do primeiro indicador de posição 30 compreende duas janelas de inspeção alongadas 35. As janelas de inspeção alongadas 35 estão dispostas em lados opostos da gaiola de guia 33 paralela ao trilho guia, de modo a liberar uma visão do membro indicador 31 de fora ao longo de todo o trilho guia, em particular quando o membro indicador 31 está na primeira posição e na segunda posição e, assim, quando o membro de fechamento 10 está na posição aberta ou fechada, respectivamente.[078] To determine the position of the closing member 10 by mere inspection of the valve from the outside, the guide cage 33 of the first position indicator 30 comprises two elongated inspection windows 35. The elongated inspection windows 35 are arranged on opposite sides of the guide cage 33 parallel to the guide rail, so as to provide a view of the indicator member 31 from the outside along the entire guide rail, in particular when the indicator member 31 is in the first position and in the second position, and thus when the closing member 10 is in the open or closed position, respectively.

[079] Em contraste, a gaiola de guia 36 do segundo indicador de posição 34 compreende duas janelas de inspeção circulares 37 que estão dispostas em lados opostos da gaiola de guia 36, de modo a liberar uma visão do membro indicador 32 de fora apenas quando o membro indicador 32 está na segunda posição e, portanto, quando o membro de fechamento 10 está na posição fechada. No entanto, quando o membro indicador 32 não é visível através das janelas de inspeção 37, o segundo indicador de posição 34 ainda indica implicitamente que o membro indicador deve estar na primeira posição e, portanto, que o membro de fechamento deve estar na posição aberta. Obviamente, é possível que a gaiola de guia 36 compreenda uma ou mais janelas de inspeção (circulares) adicionais (não mostradas) que são dispostas de modo a liberar uma visão do membro indicador 32 de fora quando o membro indicador 32 está na primeira posição.[079] In contrast, the guide cage 36 of the second position indicator 34 comprises two circular inspection windows 37 which are arranged on opposite sides of the guide cage 36, so as to provide a view of the indicator member 32 from the outside only when the indicating member 32 is in the second position and therefore when the closing member 10 is in the closed position. However, when the indicating member 32 is not visible through the inspection windows 37, the second position indicator 34 still implicitly indicates that the indicating member should be in the first position and therefore that the closing member should be in the open position. . Of course, it is possible that the guide cage 36 comprises one or more additional (circular) inspection windows (not shown) which are arranged so as to provide a view of the indicator member 32 from outside when the indicator member 32 is in the first position.

[080] Também é possível que uma ou cada uma das gaiolas de guia 33, 36 compreenda uma janela de inspeção respectiva em apenas um lado das gaiolas de guia 33, 36. Além disso, é possível que a válvula de retenção compreenda apenas um do primeiro e do segundo indicador de posição 30, 34.[080] It is also possible that one or each of the guide cages 33, 36 comprises a respective inspection window on only one side of the guide cages 33, 36. Furthermore, it is possible that the check valve comprises only one of the first and second position indicator 30, 34.

[081] Vantajosamente, a natureza permanente do acoplamento magnético e a possibilidade de determinar a posição do elemento de fechamento por mera inspeção permite um funcionamento confiável e livre de falhas em qualquer circunstância. Em particular, esse tipo de monitoramento de posição não requer nenhuma fonte de alimentação externa e, portanto, ainda funciona de maneira confiável, mesmo em caso de falha total de energia na instalação.[081] Advantageously, the permanent nature of the magnetic coupling and the possibility of determining the position of the closing element by mere inspection allows reliable and failure-free operation under any circumstances. In particular, this type of position monitoring does not require any external power supply and therefore still works reliably even in the event of a complete power failure in the installation.

Claims

1. Check valve (1) for installation in a pipeline (50) to stop a flow of fluid through the pipeline (50) in the event of an operational failure, the check valve (1) comprising: a valve housing (3 ) including a flow channel (5) passing through the valve housing (3), a closure member (10) disposed at least partially in the flow channel (5) and can be reversibly transferred between an open position and a closed position so as to open or close the flow channel (5) through the valve housing (3), characterized in that it comprises a drive spring assembly (21) coupled in operating mode to the closing member (10 ) and arranged in the flow channel (5) so as to be in direct contact with a fluid flowing through the flow channel (5) during operation, wherein the spring assembly (21) comprises a shape memory material and is configured to change its shape upon reaching or exceeding a switching temperature due to heating by the fluid, thereby transferring the closing member (10) from the open position to the closed position, whereby the actuating spring assembly (21 ) comprises a stack of star washers (22), each of which comprises a washer ring (23) and a plurality of spring arms (24) extending in a star shape radially outwardly from the washer ring (23).

2. Check valve (1), according to claim 1, characterized by the fact that the actuation spring assembly (21) comprises at least three spring arms (24), in particular three, four, five, six , seven, eight, nine, ten, eleven, twelve or more than twelve spring arms (24).

3. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring arms (24) are equally distributed around the outer circumference of the washer ring (24).

4. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the star washers (22) are arranged so that the arms (24) of neighboring star washers (22) bend in opposite directions.

5. Check valve (1), according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that each star washer (22) is configured so that upon reaching or exceeding the switching temperature each star washer (22) experiences a specific axial expansion along a length axis of the stack by virtue of its arms (24) bending in a direction transverse to a plane defined by the washer ring (23).

6. Check valve (1), according to claim 5, characterized by the fact that the number of star washers (22) forming the stack is chosen so that a sum over the specific free axial expansions of all star washers (22) is at least 105 percent, in particular at least 110 percent of a stroke length of the closing member (10) between the open position and the closed position.

7. Check valve (1), according to claim 5 or 6, characterized in that the number of star washers (22) forming the stack is chosen so that a sum over the specific free axial expansions of all star washers (22) is a maximum of 150 percent of a stroke length of the closing member (10) between the open position and the closed position.

8. Check valve (1) according to any one of claims 5 to 7, characterized in that each star washer (22) is configured so that the specific free axial expansion is in a range between 0, 2 mm to 1 mm, in particular between 0.3 mm and 0.7 mm, preferably 0.5 mm.

9. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it additionally comprises at least one support ring (27) between each pair of neighboring star washers (22) or between each pair of neighboring star washers (22) the arms (24) of which bend towards each other upon reaching or exceeding the switching temperature.

10. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that each star washer (22) is configured so that below the switching temperature, each star washer (22) is in a flat configuration in which the spring arms (24) are within a plane defined by the washer ring (23).

11. Check valve (1), according to claim 10, characterized by the fact that, when in flat configuration, each star washer (22) has an axial dimension in the range between 0.5 mm and 2 mm, in particularly between 0.5 mm and 1 mm, preferably between 0.6 mm and 0.8 mm.

12. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the shape memory material is a two-way shape memory material.

13. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the shape memory material is an austenitic titanium alloy, in particular an austenitic nickel-titanium alloy, e.g. nickel-titanium alloy with 55-60 weight percent nickel, or a nickel-titanium-hafnium alloy.

14. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the switching temperature of the shape memory material is in a range between 160 degrees Celsius and 350 degrees Celsius, preferably around 220 degrees Celsius.

15. Check valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the switching temperature is above 160 degrees Celsius, in particular above 180 degrees Celsius or above 200 degrees Celsius or above 215 degrees Celsius.