DE1209822B

DE1209822B - Device for tightly inserting a filter disc between the ends of two pipes

Info

Publication number: DE1209822B
Application number: DEG39203A
Authority: DE
Inventors: Jean Chameroy; Jean Laxague
Original assignee: Alsacienne Atom
Current assignee: Alsacienne Atom
Priority date: 1962-11-20
Filing date: 1963-11-19
Publication date: 1966-01-27

Description

Vorrichtung zum dichten Einfügen einer Filterscheibe zwischen die Enden zweier Rohre Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum dichten Einfügen einer Filterscheibe zwischen die Enden zweier koaxial in eine Kammer einmündenden Rohre mit einer in der Kammer um eine zur Achse der Rohre parallele Achse mit axialem Spiel drehbaren Trägerscheibe, die in längs eines Kreises um ihre Drehachse angeordneten Bohrungen je eine bündig mit der Oberfläche der Trägerscheibe abschließende, in einem senkrecht zur Scheibenebene verschieblichen Rahmen befestigte Filterscheibe aufweist, von denen jeweils eine zwischen die Rohre gedreht und auf magnetischem Wege gegen eines der Rohrenden gepreßt werden kann.Device for tightly inserting a filter disc between the Ends of two pipes The invention relates to a device for sealing insertion a filter disk between the ends of two coaxially opening into a chamber Tubes with an axis in the chamber about an axis parallel to the axis of the tubes with an axial axis Game rotatable carrier disk arranged in a circle around its axis of rotation Bores each one flush with the surface of the carrier disk, in A filter disk attached to a frame that can be displaced perpendicular to the plane of the disk has, one of which is rotated between the tubes and on magnetic Paths can be pressed against one of the pipe ends.

Das wesentliche Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Überprüfung und überwachung der in einem Gasstrom mitgeführten nicht aasförmigen Verunreinigungen. Eine derartige Aufgabe stellt sich beispielsweise im Zusammenhang mit der Ermittlung von Brüchen oder Schäden an den Brennstoffhülsen von Kernreaktoren, die durch ein gasförmiges Strömungsmedium gekühlt werden. Dabei läßt man das aus dem zu überprüfenden Kühlkanal anstehende Gas durch Filtertabletten strömen, die alle nicht gasförmigen Anteile des Kühlmittelflusses zurückhalten. Den Filtertabletten vorgeschaltet ist ein Raum, dessen Größe dem Gas eine hinreichende Verweilzeit gestattet, um auch gasförmige Spaltprodukte, wie Krypton und Xenon, zerfallen und in feste Strahler, wie Rubidium und Cäium, übergehen zu lassen. Die in dem Filter zurückgehaltenen radioaktiven Teilchen können in üblicher Weise ermittelt und ihre Menge und Aktivität gemessen werden.The main field of application of the device according to the invention is in the checking and monitoring of the non-carcassic ones carried along in a gas stream Impurities. Such a task arises, for example, in context with the detection of breaks or damage to the fuel sleeves of nuclear reactors, which are cooled by a gaseous flow medium. You leave that out the cooling channel to be checked gas flowing through filter tablets that hold back all non-gaseous components of the coolant flow. The filter tablets upstream is a room, the size of which allows the gas a sufficient residence time, also gaseous fission products, such as krypton and xenon, disintegrate and become solid Let emitters such as rubidium and caeium pass over. Those retained in the filter radioactive particles can be determined in the usual way and their amount and activity be measured.

Voraussetzung für das genaue und zuverlässige Funktionieren einer solchen Überwachungseinrichtung für strömende Gase ist, daß es gelingt, die Filtertabletten während genau definierter Zeiten in dem Gasstrom zu halten. Man muß also dafür sorgen, daß ein sehr rascher Wechsel zwischen einer ersten Stellung, in der die Filtertablette eine ungehinderte Umströmung durch das Gas zuläßt, d. h. nicht im nennenswerten Umfang davon durchsetzt wird, und einer zweiten Stellung, in der der Gaststrom möglichst vollständig durch die Filtertablette hindurchtritt, möglich ist. Dies bedingt jedoch die gleichzeitige Erfüllung zweier einander widerstrebender Forderungen. Einmal bedarf es nämlich der raschen überdeckung des gesamten Strömungsquerschnitts des Gases durch die Filtertablette, und zum anderen muß im eingebrachten Zustand eine gute Abdichtung zwischen der Filtertablette einerseits und einem den Gasstrom führenden Rohre andererseits vorhanden sein. Eine Vorrichtung, die beiden dieser Forderungen genügt, gibt es bisher nicht. Es ist zwar eine Einrichtung zur Einführung von Putzkörpern in Rohrleitungen bekannt, bei der sich eine Scheibe, die die Putzkörper trägt, um eine zum Verlauf der Rohrleitung parallele Achse drehen und so in eine von der Rohrleitung durchsetzte Kammer einschwenken läßt. Auf diese Weise gelingt ein relativ rasches Einführen der Putzkörper in den Leitungsquerschnitt; irgendwelche Vorkehrungen zur Erzielung einer Abdichtung zwischen der Scheibe und der Rohrleitung sind jedoch nicht getroffen. Sie erübrigen sich auch, da die Putzkörper mit dem Gasstrom mitgeführt werden sollen, wozu es bereits genügt, wenn sie dessen Strömungsquerschnitt überhaupt verringern.Precondition for the exact and reliable functioning of a such a monitoring device for flowing gases is that it succeeds in the filter tablets to hold in the gas flow during precisely defined times. So you have to make sure that a very rapid change between a first position in which the filter tablet allows an unimpeded flow around the gas, d. H. not worth mentioning Scope of it is penetrated, and a second position in which the gas flow as possible passes completely through the filter tablet is possible. However, this requires the simultaneous fulfillment of two conflicting demands. Once it requires rapid coverage of the entire flow cross-section of the Gas through the filter tablet, and on the other hand must be in the introduced state good seal between the filter tablet on the one hand and a gas flow leading On the other hand, pipes may be present. A device that meets both of these demands suffices, does not exist yet. Although it is a device for the introduction of cleaning bodies known in pipelines, in which a disc that carries the cleaning body to Rotate an axis parallel to the course of the pipeline and thus into one of the pipeline swung through the chamber. In this way a relatively quick one succeeds Introducing the cleaning body into the line cross-section; any precautions for Achieving a seal between the disc and the pipeline are however not hit. They are also unnecessary, since the cleaning bodies are carried along with the gas flow should be, for which it is already sufficient if they are the flow cross-section at all to decrease.

Weiter ist eine Abdichtung eines einen Kessel verschließenden Deckels bekannt, bei der ein in einer den Kesselrand umgebenden Kammer angeordnetes Dichtungselement durch Aufblasen zu dichtem Anlegen an die Dichtungsfuge gebracht werden kann. Auf diese Weise läßt sich zwar eine zuverlässige Abdichtung erzielen. Die abzudichtende Öffnung ist jedoch bereits mit dem Aufsetzen des Deckels selbst weitgehend abgedeckt; bei Anwendung dieser Methode für die Absperrung eines Gasstromes durch ein Filter wäre also keine definierbare Verweilzeit des Filters im Gasstrom zu erzielen, da keine Aussage über die Verteilung der den Deckel (bzw. das Filter) durch- und umströmenden Gasmengen während der relativ langen Schließungs- und Öffnungsdauer möglich wäre.There is also a seal for a lid that closes a boiler known, in which a sealing element arranged in a chamber surrounding the boiler rim can be brought close to the sealing joint by inflation. on a reliable seal can be achieved in this way. The one to be sealed However, the opening is already largely covered when the lid itself is put on; when using this method for shutting off a gas flow through a filter it would therefore not be possible to achieve a definable retention time of the filter in the gas flow because no statement about the distribution of the lid (or the filter) by- and the amount of gas flowing around during the relatively long closing and opening period it is possible.

Den gleichen Mangel weist auch ein bekannter Absperrschieber auf, bei dem sich eine Scheibe in den Leitungszug einschwenken läßt. Die endgültige Abdichtung der zu verschließenden Rohrleitung erfolgt mit Hilfe von über Schraubgewinde gegeneinander verschiebliche, flanschartig erweiterte Außenringe, die zu einem den Zwischenraum zwischen den Rohrmündungen voll ausfüllenden Ringkörper auseinandergeschraubt werden können. Auch hier vergeht also eine relativ lange Zeit, in der ein an Stelle des Schiebers eingebrachtes Filterelement in undefinierterWeise von dem Gasstrom teils um-, teils durchströmt werden würde.A well-known gate valve has the same defect, in which a disc can be swiveled into the cable run. The final seal the pipeline to be closed takes place with the help of screw threads against each other Slidable, flange-like extended outer rings that form the space in between between the pipe mouths fully filling ring bodies are unscrewed can. Here, too, it takes a relatively long time in which a instead of the Slider inserted filter element partly from the gas flow in an undefined manner would be flown around, partly through.

Es ist weiter ein Ventil bekannt, das einen ringförinigen Permanentmagneten, der als Ventilsitz dient, und einen Ventilteller aus Eisen aufweist, der sich mittels einer schwenkbaren Halterung in der Ebene einer Stirnfläche des Magnetringes verschieben läßt. Das Magnetfeld zwischen dem Magnetring und dem Ventilteller gewährleistet zwar in der geschlossenen Stellung des Ventils einen dichten Abschluß; der Schließvorgang selbst vollzieht sich jedoch relativ langsam, da sich ihm erhebliche Reibungskräfte zwischen Ventilsitz und Ventilteller entgegenstellen. Eine genaue Festlegung der Zeit, während der das Filterelement dem Gasstrom ausgesetzt ist, ist also auch mit dieser bekannten Konstruktion nicht möglich. überdies besteht bei ihr noch der weitere Nachteil eines durch die Reibung verursachten hohen Verschleißes an Ventil und Ventilteller.It is also known a valve which has an annular permanent magnet, which serves as a valve seat, and has a valve plate made of iron, which means move a pivotable bracket in the plane of an end face of the magnetic ring leaves. The magnetic field between the magnetic ring and the valve disc is guaranteed a tight seal in the closed position of the valve; the closing process itself, however, takes place relatively slowly, as there are considerable frictional forces Position between the valve seat and the valve disc. A precise definition of the The time during which the filter element is exposed to the gas flow is also included this known construction is not possible. moreover, there is still another one with her Disadvantage of high wear on the valve and valve disc caused by friction.

Für die Erfindung stellte sich also die Aufgabe, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile der bekannten Bauweisen eine Vorrichtung zu schaffen, die eine schlagartig herstellbare und zuverlässige Abdichtung zwischen einem Filterelement und einer Rohrmündung zu erzielen gestattet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Rahmen der Filterscheiben in den Bohrungen der Trägerscheibe mittels elastischer Zugfedern gehalten sind und daß an dem den Rohren benachbarten Teil der Kammer ein Elektromagnet vorgesehen ist, der bei Erregung auf den zwischen den Enden der Rohre im Bereich der Rohrmündung liegenden Rahmen eine der elastischen Kraft der Zugfedern entgegengerichtete und diese übersteigende Kraft ausübt, so daß sich der Rahmen mit der Filterscheibe an ein Rohrende dichtend anlegt.For the invention, the problem arose with avoidance to create a device of the disadvantages of the known construction methods described, a reliable seal between a filter element that can be produced instantly and a muzzle to be achieved. This object is achieved according to the invention solved in a device of the type mentioned in that the frame the filter disks in the bores of the carrier disk by means of elastic tension springs are held and that an electromagnet on the part of the chamber adjacent to the tubes is provided that when energized on the between the ends of the tubes in the area The frame lying on the muzzle has a counteracting the elastic force of the tension springs and this excessive force exerts so that the frame with the filter disc sealingly applied to one end of the pipe.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet somit nach dem Prinzip, die Filterscheibe der Einwirkung zweier einander entgegengerichteter Kräfte auszusetzen, von denen die eine, die des Elektromagneten, schlagartig schaltbar bzw. steuerbar ist, so daß die Filterscheibe plötzlich an die Rohrmündung angepreßt und von ihr abgehoben wird; die »Schaltzeiten«, in denen sich die Filterscheibe zwischen den Endstellungen befindet, in denen sie von dem gesamten bzw. gar keinem Gasstrom durchsetzt wird, sind also auf ein Minimum verkürzt, und es wird eine hohe Meßgenauigkeit bei der Bestimmung der in dem Gasstrom mitgeführten Verunreinigungen erzielt.The device according to the invention thus works on the principle to expose the filter disc to the action of two opposing forces, one of which, that of the electromagnet, can be switched or controlled suddenly is, so that the filter disc is suddenly pressed against the pipe mouth and from her is withdrawn; the "switching times" in which the filter disk is between the End positions are located in which they are penetrated by the entire or no gas flow are thus shortened to a minimum, and a high measurement accuracy is achieved the determination of the impurities entrained in the gas stream achieved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Filter-Scheibe einen Abstand von der Zuführöffnung dei Gasleitung hat, F i g. 2 die gleiche Vorrichtung, wobei sich die Filterscheibe in ihrer Abdichtungsstellung befindet.In the drawing is an embodiment of an inventive Device shown. It shows F i g. 1 shows a schematic partial section through a device according to the invention, wherein the filter disc at a distance from the Has feed opening of the gas line, FIG. 2 the same device, the Filter disc is in its sealing position.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt im wesentlichen ein Gehäuse 1, das eine flache, etwa zylindrische Kammer 2 enthält, in der eine Trägerscheibe 3 um ihre Achse 4 drehbar gelagert ist. In die Kammer 2 führen Rohre 5, deren Ende koaxial außerhalb der Drehachse 4 in die Kammer 2 münden und in denen ein zu untersuchendes Gas in Richtung der eingezeichneten Pfeile strömt.The device according to the invention essentially comprises a housing 1, which contains a flat, approximately cylindrical chamber 2 in which a carrier disk 3 is rotatably mounted about its axis 4. In the chamber 2 pipes 5 lead, the end open coaxially outside the axis of rotation 4 in the chamber 2 and in which a to be examined Gas flows in the direction of the arrows.

Die Scheibe 3 enthält Bohrungen 6, die je eine Innenschulter 6a aufweisen, auf der sich ein ringförmiger Rahmen 7 abstützt, in dem eine Filterscheibe 8 festgelegt ist. Der Rahmen 7 und seine Filterscheibe 8 lassen sich in der Bohrung 6 der Scheibe 3 axial verschieben; eine Rückführeinrichtung aus elastischen Zugfedern 9 hat die Aufgabe, die Filterscheibe 8 mit ihrem Rahmen 7 ständig in Richtung auf die Innenschulter 6a der Bohrung 6 zu zielen.The disc 3 contains bores 6, each of which has an inner shoulder 6a, on which an annular frame 7 is supported, in which a filter disc 8 is fixed is. The frame 7 and its filter disc 8 can be in the bore 6 of the disc 3 move axially; a return device of elastic tension springs 9 has the Task, the filter disc 8 with its frame 7 constantly in the direction of the inner shoulder 6a of the hole 6 to aim.

Mit Hilfe eines Elektromagneten 10 kann jeder der Rahmen 7 an das Ende 5 a eines der Rohre 5 dichtend angedrückt werden. Der Elektromagnet 10 übt bei seiner Erregung auf den Rahmen 7 eine in Richtung auf die Rohrmündung 5 a gerichtete, der Kraft der Federn 9 entgegenwirkende Kraft aus. Die Differenzkraft muß auch größer sein als die durch den Druckverlust in der Gasströmung beim Durchströmen der Filterscheibe auf diese ausgeübte Kraft.With the aid of an electromagnet 10, each of the frames 7 can be pressed against the end 5 a of one of the tubes 5 in a sealing manner. When it is excited, the electromagnet 10 exerts a force on the frame 7 which is directed in the direction of the barrel mouth 5 a and counteracts the force of the springs 9. The differential force must also be greater than the force exerted on the filter disk by the pressure loss in the gas flow when it flows through the filter disk.

Zwischen den Wänden der Kammer 2 und der Scheibe 3 ist ein genügend großes Spiel vorhanden, um jede Gefahr eines Verklemmens auszuschließen. Die obere Stirnfläche 7a des Rahmens 7 und die Rohrmündung 5 a sind mit einer solchen Genauigkeit bearbeitet, daß eine Leckströmung zwischen diesen Flächen, d. h. eine Leckströmung, die die Filterscheibe außen umströmt, innerhalb der als noch zulässig vorgesehenen Grenzen bleibt.There is sufficient clearance between the walls of the chamber 2 and the disc 3 to rule out any risk of jamming. The upper end face 7a of the frame 7 and the pipe opening 5 a are processed with such an accuracy that a leakage flow between these surfaces, ie, a leakage flow that flows around the filter disc outside, remains as yet permitted provided within the limits.

Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Wenn man die Scheibe 3 um ihre Achse 4 dreht und sie in einer Stellung festhält, in der eine der Filterscheiben 8 der Mündung 5 a des Rohres 5 gegenüberliegt, haben die Filterscheibe 8 und ihr Rahmen 7 einen gewissen Abstand von der Mündung 5 a des das Gas zuführenden Rohres 5 (F i g. 1). Wenn man nun den Elektromagneten 10 erregt, wird der Rahmen 7 angehoben, er legt sich mit seiner Stirnfläche 7 a dichtend an die Mündung 5 a des Rohres 5 an (F i g. 2).The device described works in the following way: If you rotate the disk 3 about its axis 4 and hold it in a position in which one of the filter disks 8 of the mouth 5 a of the tube 5 is opposite, the filter disk 8 and its frame 7 have a certain Distance from the mouth 5 a of the pipe 5 feeding the gas (FIG. 1). If you now energize the electromagnet 10, the frame 7 is lifted, it rests with its end face 7 a sealingly against the mouth 5 a of the tube 5 (FIG. 2).

Wenn man das strömende Gas nicht durch die Filterscheibe hindurchführen will, genügt es, die Erregung des Elektromagneten 10 zu unterbrechen, so daß nur die Zugfedern 9 auf den Rahmen 7 wirken und die Filterscheibe 8 in die aus F i g. 1 ersichtliche Lage bewegen. In dieser Stellung der Filterscheibe strömt das durch das Rohr 5 ankommende Gas über einen äußeren Ringhohlraum 11 zwischen der Mantelwand des Gehäuses 1 und der Scheibe 3, dessen Abmessungen groß genug für den Durchgang der Gasströmung sind. Es geht dann nur ein ganz unbedeutender Teil der Gasströmung durch die Filterscheibe 8 hindurch.If you can't pass the flowing gas through the filter disc wants, it is sufficient to interrupt the excitation of the electromagnet 10, so that only the tension springs 9 act on the frame 7 and the filter disk 8 in the form shown in FIG. Move 1 apparent location. This flows through the filter disc in this position the pipe 5 incoming gas via an outer annular cavity 11 between the jacket wall of the housing 1 and the disc 3, the dimensions of which are large enough for the passage the gas flow. Then only a very insignificant part of the gas flow goes through the filter disk 8.

Claims

Claim: Device for tightly inserting a filter disk between the ends of two tubes coaxially opening into a chamber with a carrier disk rotatable in the chamber about an axis parallel to the axis of the tubes with axial play, each one flush in bores arranged along a circle around their axis of rotation with the surface of the carrier disk terminating in a frame movable perpendicular to the disk plane, one of which can be rotated between the tubes and pressed magnetically against one of the tube ends, characterized in that the frames (7) of the filter disks ( 8) are held in the bores (6) of the carrier disk (3) by means of elastic tension springs (9) and that on the part of the chamber (2) adjacent to the tubes (5 ) an electromagnet (10) is provided which, when energized, acts on the frame lying between the ends of the tubes in the region of the tube mouth (5a) is one of the elastic force of the tension spring rn acts in the opposite direction and exceeds this force, so that the frame with the filter disc (8) rests sealingly against one pipe end (5a). Documents considered: Swiss Patent No. 293 220; U.S. Patents Nos. 2,330,220 , 2,556,225, 2815771.