DE1221513B - Fernbetaetigter Mehrwege-Drehschieber - Google Patents

Description

• Fernbetätigter Mehrwege-Drehschieber Die Erfindung bezieht sich auf einen fernbetätigten Mehrwege-Drehschieber, insbesondere zur Entnahme von Gasproben aus den Brennstoffkanälen eines Kemreaktors, dessen auch axial verstellbarer Drehkolben je eine von mehreren radial angeordneten Einlaßöffnungen über einen winkeligen Kanal mit einer axialen Auslaß- oder Entnahmeöffnung verbindet.
• Bei derartigen an unzugänglicher Stelle anzuordnenden Ventilen od. dgl. sind die üblichen Schrittschaltwerkei die über einen äußeren Betätigungsmechanismus weitergerückt werden, nicht zweckmäßig, weil eine Störung dieses Betätigungsmechanismus nicht oder nur mit großem Aufwand beseitigt werden kann. Zur Venneidung dieser äußeren Betätigungsmechanismen ist es bekannt, den Drehschieber in axialer Richtung durch eine Gegenströmung anzuheben. Dabei ist eine Membran innerhalb des Gehäuses vorgesehen und mit einem am Drehschieber angreifenden Stellglied so verbunden, daß der Drehschieber bei Druckbeaufschlagung der Membran angehoben und über das Schrittschaltwerk in die nächste Stellung gedreht wird. Diese Membran muß periodisch ausgewechselt werden, was einen hohen Aufwand erfordert. Außerdem müssen bei den bekannten membranbetätigten Ventilen innerhalb des Gehäuses außer dem Drehschieber selbst noch mehrere relativ zueinander bewegte Bauteile vorgesehen werden, die Ursache von Störungen im Betrieb sein können.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrwege-Drehschieber insbesondere zur Probenentnahme bei Kernreaktoren zu schaffen, der an unzugänglicher Stelle angeordnet werden kann und einfach und verschleißfrei ist, damit er über lange Zeit betriebssicher arbeiten kann. Der Betriebssicherheit kommt bei derartigen in Kernreaktoranlagen benutzbaren Einrichtungen besondere Bedeutung zu.
• Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Drehschieber der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß im axialen Teil des winkeligen Kanals ein Rückschlagventil eingebaut ist, das bei Gegenströmung den Kanal verschließt, so daß der Druck der Gegenströmung den Drehkolben gegen Federdruck anhebt und über Führungsteile um einen Schritt dreht.
• Durch diese Ausführung wird die bekannte schrittweise Schaltung mit einem Mindestmaß an Einzelteilen verwirklicht. Bei weniger Einzelteilen ist auch eine geringere Störanfälligkeit gegeben. Dadurch, daß der Drehkolben, der ohnehin vorhanden sein muß, gleichzeitig die Verstellung übernimmt, wird die bei bekannten Ausführungen vorhandene Meinbran eingespart, die wegen der Bruchgefahr einer periodischen Auswechslung bedarf.
• Es ist zwar bereits bekannt, die Drosselklappe eines Triebwasserführungsrohres über einen druckmittelbeaufschlagten Kolben zu verdrehen. Das Druckmittel ist hierbei jedoch nicht identisch mit dem durch das Drosselventil zu steuernden Strömungsmittel, sondern es wird -über einen gesonderten Druckmittelkreis zugeführt, während erfindungsgemäß der ohnehin als Verschlußteil und Verbindungsmittel vorhandene Drehkolben zusätzlich als Antriebskolben benutzt wird.
• Es ist ferner bereits bekannt, im Inneren eines Hahnkükens ein Rückschlagventil anzuordnen. Dieses Rückschlagventil übt jedoch entgegen der erfindungsgemäßen Ausbildung keine Steuerfunktion aus, sondern es soll je nach Stellung des Hahnkükens eine Rückströmung in der einen oder anderen Richtung verhindern.
• Zweckmäßigerweise hat das Rückschlagventil ein flaches Verschlußteil, das sich in einer Ausdrehung des winkeligen Kanals bewegt. Dieses Verschlußteil ist besonders einfach und arbeitet betriebssicher, wobei selbst bei verhältnismäßig geringem Druck der Gegenströmung infolge der verhältnismäßig großen Druckfläche eine sichere Abdichtung und ein Anheben des Drehschiebers mit der erforderlichen Kraft bewirkt werden kann.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der beiligenden Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Mehrwege-Drehschiebers, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie IJ gemäß F i g. 1, F i g. 2 A bis 2 F Teilschnitte des Mehrwege-Drehschiebers nach der Linie 11-II gemäß F i g. 1, wobei sich die Einzelteile des Schrittschaltwerkes in unterschiedlichen Steillungen befinden.
• Das Gehäuse 10 weist acht radiale Einlaßöffnungen 11A bis 11H und eine einzige axiale Auslaßöff-,nung 12 auf. Das Gehäuse 10 lagert den Drehkolben 14, der einen winkeligen Kanal 13 besitzt, der in acht verschiedenen Schaltstellungen jeweils eine der Einlaßöffnungen 11A bis 11.H mit der Auslaßöffnung 12 Wenn verbindet. dieser Schieber bei einem Kernreaktor verwendet wird, werden die verschiedenen Einlaßöffnungen mit Brennstoffkanälen des Kernreaktors verbunden, und diesen Kanälen werden über die Auslaßöffnungen 12 Gasproben entnommen, die zu einem Gerät geleitet werden, um das Vorhandensein radioaktiver Teilchen in dem Gas festzustellen.
• Beim Passieren des Kanals 13 durchströmt das Gas ein Rückschlagventil 15, das den Kanal von der Auslaßöffnungen 11A bis 11H verschließt, sobald es dem Druck eines in der entgegengesetzten Richtung strömenden Druckmittels ausgesetzt wird.
• Um das Ventil zu betätigen, wird der A-dslaßöffnung 12 ein Druckgasstrom zugeführt, um das Rückschlagventil zu betätigen und den insgesamt mit 25 bezeichneten Antrieb zur Wirkung zu bringen.
• Dieser Antrieb umfaßt eine erste Hülse 16, die durch eine Druckfeder 17 nach unten vorgespannt wird, so daß ein Kranz von Zähnen tl an ihrem unteren Ende in einen dazu passenden Kranz von Zähnen t2 eingreift, die am oberen Ende des Drehkolbens 14 ausgebildet sind. Die Zahl der Zähne jedes Kranzes ist entweder gleich der Anzahl der Einlaßöffnungen 11A bis 11H oder gleich einem ganzen Vielfachen dieser Anzahl.
• Die Hülse 16 wird von einer zweiten Hülse 18 umschlossen, die durch eine Druckfeder 19 nach unten vorgespannt wird; die Druckfeder 19 ist zwischen dem oberen Ende der Hülse 18 und einem nach außen vorspringenden Rand am oberen Ende der Hülse 16 angeordnet.
• Das untere Ende der Hülse 18 ist gemäß F i g. 1 und 2A bis 2D ebenfalls mit einem Kranz von Zähnen t3 versehen.
• Die Hülse 18 weist zwei Schlitze 20 auf, und in der Hülse 16 sind ebenfalls zwei Schlitze 21 ausgebildet, wie es am besten aus F i ge 2 A bis 2 E ersichtlich ist; die Schlitze 21 sind so geformt, daß sie mit ihnen zugeordneten, fest in das Gehäuse 10 eingebauten Bolzen 22 zusammenarbeiten, um die Hülse 16 zu drehen.
• Wenn der Schieber betätigt werden soll, wird der Auslaßöffnung 12 ein Drupkgas zugeführt, so daß sich das Rückschlagventil 15 schließt, worauffiin der Gasdruck auf den Drehkolben 14 wirkt und ihn in axialer Richtung bewegt. Am Beginn der axialen Bewegung des Drehkolbens 14 nehmen die Schlitze 21 der Hülse 16, die Schlitze 20 der Hülse 18 und die Zähne die aus Fig.2A ersichtliche Stellung ein. Wenn sich der Drehkolben 14 nach oben bewegt, wird er gemäß Fig.2B so gedreht, daß sich seine Zähne t2 nach rechts bewegen, da sie von den Zähnen der Hülse 16 mitgenommen werden, deren Drehbewegung durch die mit den Bolzen 22 zusammenarbeitenden Schlitze 21 hervorgerufen wird.
• F i g. 2 C und 2 D zeigen weitere Stadien im Verlauf der Drehung der Hülse 16 und des Drehkolbens 14 nach rechts; in F i g. 2 D ist die Stellung der Teile gezeigt, wenn die Hülse 16 das Ende ihrer Bewegungsstrecke erreicht und den Drehkolben 14 so weit gedreht hat, daß die in F i g. 2 D nicht sichtbaren Zähne tl die gleiche Strecke zurückgelegt haben wie die Zähne t2, wähiend sich die Zähne t3 lediglich nach oben bewegt haben, damit, sich der Drehkolben 14 drehen kann ' und wobei die Zähne t3 hegonnen haben, wieder in ihre untere Stellung zurückzukehren; gemäß F i g. 2D wird hierdurch der Drehkolben 14 in seiner neuen Stellung verriegelt, nachdem er sich um die Breite eines Zahns nach rechts gedreht hat. Somit wird der Drehkolben in der Stellung verriegelt, bei welcher der Kanal 13 mit dem Einlaßkanal 11B verbunden ist.
• F i g. 2 E und 2F zeigen, auf welche Weise die Hülse 16 in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt, wenn der Drehkolben 14 in seine untere Stellung wieder ein nimmt, wenn der Gasdruck nicht mehr auf die Auslaßöffnung 12 wirkt.
• Bei einer abgeänderten Ausbildungsform der Erfindung ist nur der Drehkolben 14 in ein mit Öffnungen versehenes zylindrisches Gehäuse eingeschlossen, während der Antrieb außerhalb des Gehäuses angeordnet und der Drehkolben mit dem Antrieb durch eine aus dem zylindrischen Gehäuse herausragende Welle verbunden ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Fernbetätigter Mehrwege-Drehschieber, insbesondere zur Entnahme von Gasproben aus den Brennstoffkanälen eines Kernreaktors, dessen auch axial verstellbarer Drehkolben je eine von mehreren radial angeordneten Einlaßöffnungen über einen winkeligen Kanal mit einer axialen Auslaß- oder Entnahmeöffnung verbindet, d a - durch gekennzeichnet, daß im axialen Teil des winkeligen Kanals (13) ein Rückschlagventil (15) eingebaut ist, das bei Gegenströmung den Kanal (13) verschließt, so daß der Druck der Gegenströmung den Drehkolben (14) gegen Federdruck (17) anhebt und über Führungsteile um einen Schritt dreht.
2. 2. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagentil (15) ein flaches Verschlußteil hat, das sich in einer Ausdrehung des winkeligen Kanals (13) bewegt. - 3. Drehschieber nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile eine im Gehäuse (10) begrenzt drehbar und -axial verschiebbar gelagerte erste Hülse (16) aufweisen, deren Schaltzähne (t1) mit Schaltzähnen (t2) des Drehkolbens (14) zusammenwirken, und daß zur Verriegelung eine ün Gehäuse (10) axial verschiebliche zweite Hülse (18) mit Zähnen (t3) ausgestattet ist, die mit den Zähnen (t2) des Drehkolbens zusammenwirken. 4. Drehschieber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hülse (16) gegen die zweite Hülse (18) in axialer Richtung durch eine Feder (19) vorgespannt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 218 505, 272 875, 397 175, 749 945; deutsche Auslegeschrift Nr. 1005 334; britische Patentschrift Nr. 658 161; USA.-Patentschriften Nr. 1708 276, 1856 350, 1958 262, 2 628 060, 2 679 376, 2 833 309, 2840109.