DE1267493B - Fernbedienbarer Rohrverschluss, insbesondere fuer Kuehlrohre von Kernreaktor-Brennelementen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

deutsches 4mwm> Patentamt

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F16j

Deutsche Kl.: 47 f -'21/02

Nummer: 1267493

Aktenzeichen: P 12 67 493.0-12

Anmeldetag: 25. Juli 1962

Auslegetag: 2. Mai 1968

Fernbedienbarer Rohrverschluß, insbesondere für Kühlrohre von Kernreaktor-Brennelementen

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Hans-Peter Schabert,

Eckhard Steinkamp, 8520 Erlangen

Die Erfindung bezieht sich auf einen fernbedienbaren Rohrverschluß, insbesondere für Kühlrohre von Kernreaktor-Brennelementen, mit in einem axial verschiebbaren Käfig angeordneten Verriegelungsgliedern, die durch einen axial bewegbaren Steuerteil 5 in eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steuerteils verlaufende, an der Innenwand des Rohres vorgesehene Nut spreizbar sind, und mit einem am Käfig angeordneten Dichtungsring.

Bei einem bekannten Kugelriegelverschluß für ein io
Rohr werden die Kugeln mittels eines als Stößel ausgebildeten Steuerteils durch den im Rohr herrschenden, auf das eine Ende des Stößels wirkenden Innen- 2
druck in ihre Spreizlage gebracht. Die Verriegelung

kann durch Druck auf das aus dem Verschluß her- 15 Schraubtriebes in axialer Richtung formschlüssig verausragende Ende des Stößels gelöst werden, wenn im bundene, koaxial im Käfig geführte Hülse ist, wobei Rohr nur ein geringer oder kein Druck herrscht. Der der Käfig mit Rastelementen zur Herstellung eines die Verriegelungsglieder aufnehmende Käfig, dessen axial und radial wirkenden Formschlusses mit einem Durchmesser dem Innendurchmesser des Rohres an- koaxial einführbaren, den Schraubtrieb betätigenden gepaßt ist, ist an seinem Außenmantel mit Ringnuten 20 Greiferwerkzeug versehen ist, daß zwischen einer am versehen, in denen Dichtungsringe angeordnet sind. Schraubtriebbolzen angebrachten, bundartigen Ver-Die Dichtwirkung dieser Ringe läßt sich nicht beein- Stärkung und dem Kopf des Bolzens eine Buchse mit flüssen. einem Bundring angeordnet ist, der sich auf einem

Der innere Teil eines anderen bekannten Kugel- Absatz des Käfigs abstützt und daß zwischen dem riegelverschlusses für Rohre ist nach Art eines Finger- 25 abgefasten Rand des tellerartig gestalteten, der lichten hutes ausgeführt, auf dessen Außenmantel eine Mut- Weite des Rohres angepaßten Kopfes des Schraubter aufgeschraubt ist. Diese mit einem konisch gestal- triebbolzens und der zugeordneten Stirnfläche des teten Ansatz versehene Mutter dient als Steuerteil für Käfigs der Dichtring aus einem metallischen Werkden Kugelriegelverschluß. Auf einem bundartigen stoff angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist der Käfig Ansatz am Fingerhut liegt ein Dichtungsring auf, der 30 mit einem weiteren, oberhalb der Kugeln angeordüber den Steuerteil und die Kugeln gegen einen Absatz neten Absatz versehen, auf dem sich die Hülse abim Rohr gedrückt wird. Wenn die Kugeln ihre Ver- stützt.

riegelungsstellung erreicht haben, kann auf die Dich- Der erfindungsgemäße Verschluß läßt sich mit betungsringe keine weitere Dichtkraft ausgeübt werden. sonderem Vorteil in Atomkernreaktoren verwenden, Dieser Rohrverschluß hat außerdem die Nachteile, 35 beispielsweise als Verschluß von Kühlkanälen oder daß der Durchmesser des Rohres im Bereich des Ver- Druckrohren. Da die Nut, in die die Verriegelungsschlusses erheblich erweitert ist und daß die zur Ver- - - -

riegelung aufzubringende Kraft auf das Rohr übertragen wird.

glieder in ihrer Spreizstellung einrasten, senkrecht zur Bewegungsrichtung verläuft, enthält das oberhalb der Nut befindliche Ende des Rohres bzw. des Kühl-

Es smd ferner Spreizverschlüsse bekannt, bei denen 40 kanals keine achsparallelen Nuten, so daß sich ein auf

mit Hilfe eines Gewinde-Schraubtriebes und eines den Kühlkanal aufgesetzter Lademaschinenrüssel

oder mehrerer konischer Glieder eine Dichtung gleich- ohne Schwierigkeiten mit dem Kühlkanal abdichten

zeitig mit spreizbaren Verriegelungsgliedern an die läßt. Außerdem ist die Nachkühlung eines während

Rohrwand gepreßt wird. des Ziehvorganges im Rüssel der Lademaschine be-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 45 findlichen Brennelementes intensiver, da das Kühlfernbedienbaren Rohrverschluß so auszubilden, daß mittel nicht auf Nebenwegen, beispielsweise durch mittels einer am Verschluß selbst abgestützten Dreh- achsparallele Nuten, an dem Brennelement vorbeibewegung dieser zunächst verriegelt und dann ab- strömen kann. Solche achsparallelen Nuten sind beigedichtet werden kann und daß eine Erweiterung des spielsweise erforderlich, wenn der Kühlkanalverschluß Rohres im Bereich des Verschlusses nicht erforderlich 50 in bekannter Weise nach Art eines Bajonettverschlusist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch ses aufgebaut ist. Zum Einsetzen und Lösen eines gelöst, daß der Steuerteil eine mit der Mutter eines Bajonettverschlusses ist eine geradlinige Abwärts-

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bzw. Aufwärtsbewegung und eine Drehbewegung erforderlich. Das dabei aufzubringende Drehmoment wird von der Kühlkanalwand aufgenommen. Dagegen sind gemäß der Erfindung in dem Käfig des Verschlusses beispielsweise eine oder mehrere Nuten oder eine Verzahnung angebracht, in die an einem Werkzeug angeordnete Ansätze oder Zähne eingreifen, so daß das Drehmoment beim Einsetzen oder Lösen des Verschlusses auf den Verschluß selbst zurückgeführt und der Mantel des Kühlkanals entlastet ist.

Da die Kugeln in eine Nut eingreifen, erübrigt sich eine Ausrichtung des Verschlusses auf den Kühlkanal. Die Erfindung wird im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben. In F i g. 1 ist ein Kühlkanal 10, beispielsweise ein Druckrohr, eines Atomreaktors mit eingesetztem Verschluß und einem in diesen eingreifenden Werkzeug 11 dargestellt. Der Verschluß umfaßt einen Käfig 12 mit Durchbrüchen für mehrere Kugeln 13, eine Hülse 14 im Inneren des Käfigs, eine mit der Hülse formschlüssig gekuppelte ao Überwurfmutter 15, beispielsweise eine Sechskantmutter, eine aus zwei Halbschalen zusammengesetzte Buchse 16, einen Bolzen 17 mit tellerartigem Ansatz 18 und einen beispielsweise metallischen Dichtungsring 19. Am unteren Ende des Käfigs 12 ist ein ring- a$ förmiger Ansatz 24 vorgesehen, auf den sich ein an den Halbschalen 16 vorgesehener Bundring 25 abstützt. Die im Inneren des Käfigs 12 angeordnete Hülse 14 ist in ihrem oberen Teil so abgesetzt, daß zwischen dem Käfig und der Hülse ein ringförmiger Zwischenraum 23 gebildet ist, in den das Greiferwerkzeug 11 eingefahren werden kann. Das Greiferwerkzeug greift beispielsweise mit Bajonettzähnen in Nuten des Käfigs ein. Dadurch wird das zur Betätigung des Verschlusses erforderliche Drehmoment auf das Werkzeug zurückgeführt. In den oberen Teil der Hülse ist die Überwurfmutter 15 eingesetzt und mit einem Flansch 28 formschlüssig an die Hülse gekuppelt. Der untere Teil der Hülse ist mit einer im wesentlichen konischen Verjüngung 29 versehen, durch welche die Sperrkugeln 13 entriegelt oder verriegelt werden. Der Bolzen 17 ist mit einem Bundring 30 versehen, mit dem er sich auf die Buchse 16 abstützen kann. Das untere Ende des Bolzens geht in eine tellerförmige Scheibe 18 über, deren Oberkante derart abgefast ist, daß der auf der Fase aufliegende Dichtungsring bei angezogener Überwurfmutter gegen die Unterfläche des Käfigs und gegen die Kanalwand gepreßt wird. Der Dichtungsring ist vorzugsweise aus Metall, beispielsweise einer Silberlegierung, und hat beispielsweise angenähert dreieckigen Querschnitt. Die Scheibe 18 ist durch Stifte 31 gegen eine Verdrehung relativ zum Käfig gesichert.

Zum Lösen des Verschlusses wird ein Greif erwerkzeugll auf den Käfig abgesenkt. Ein Schlüssel betätigt die Überwurfmutter 15, so daß sich der Bolzen nach unten bewegt, bis er sich mit seinem Bundring 30 auf die Buchse 16 abstützt. Dadurch wird der Dichtungsring 19 entspannt und zieht sich zusammen. Bei weiterer Drehbewegung der Überwurfmutter wandert die Hülse 14 nach oben, die Sperrkugeln 13 werden freigegeben und fallen ins Innere des Käfigs, so daß der Verschluß nun hochgezogen werden kann. Damit die Sperrkugeln nicht durch die Käfigbohrungen nach außen fallen können, wenn der Verschluß aus dem Kühlkanal herausgezogen ist, können die Bohrungen nach dem Außenmantel der Hülse zu verengt sein. Beim Einsetzen des Verschlusses wird die Hülse durch die Drehung der Überwurfmutter nach unten bewegt und drückt die Sperrkugeln nach außen. Zur Sicherstellung der für die Spreizung der Kugeln günstigsten Eintauchtiefe des Verschlusses kann der Kühlkanal geringfügig abgesetzt sein, so daß die Abwärtsbewegung des Tellers 18 begrenzt ist.

Der in Fig. 2 als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellte Verschluß unterscheidet sich von dem in F i g. 1 dargestellten dadurch, daß im Käfig 12 eine Schulter 33 vorgesehen ist, auf die sich die Hülse 14 abstützt, und daß der konisch verjüngte Teil 34 der Hülse wesentlich verkürzt ist. Infolgedessen wird die Spannkraft durch die Hülse auf den Käfig übertragen, und die Kugeln 13 sind nur durch den im Kühlkanal herrschenden Druck belastet, während bei der Ausführung nach Fig. 1 die Sperrkugeln die Spannkraft und den Innendruck tragen.

Zum Auswechseln des Dichtungsringes wird die Überwurfmutter ganz herausgeschraubt. Die beiden Halbschalen werden seitlich abgenommen, so daß anschließend der Käfig nach oben herausgezogen werden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fernbedienbarer Rohrverschluß, insbesondere für Kühlrohre von Kernreaktor-Brennelementen, mit in einem axial verschiebbaren Käfig angeordneten Verriegelungsgliedern, die durch einen axial bewegbaren Steuerteil in eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steuerteils verlaufende, an der Innenwand des Rohres vorgesehene Nut spreizbar sind, und mit einem am Käfig angeordneten Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil eine mit der Mutter (15) eines Schraubtriebes (15,17) in axialer Richtung formschlüssig verbundene, koaxial im Käfig (12) geführte Hülse (14) ist, wobei der Käfig (12) mit Rastelementen zur Herstellung eines axial und radial wirkenden Formschlusses mit einem koaxial einführbaren, den Schraubtrieb (15,17) betätigenden Greiferwerkzeug (11) versehen ist, daß zwischen einer am Schraubtriebbolzen (17) angebrachten, bundartigen Verstärkung (30) und dem Kopf (18) des Bolzens eine Buchse (16) mit einem Bundring (25) angeordnet ist, der sich auf einem Absatz (24) des Käfigs (12) abstützt und daß zwischen dem abgef asten Rand des tellerartig gestalteten, der lichten Weite des Rohres (10) angepaßten Kopfes (18) des Schraubtriebbolzens (17) und der zugeordneten Stirnfläche des Käfigs (12) der Dichtring (19) aus einem metallischen Werkstoff angeordnet ist.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (12) mit einem weiteren, oberhalb der Kugeln (13) angeordneten Absatz (33) versehen ist, auf dem sich die Hülse (14) abstützt (Fig. 2).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 864 787; österreichische Patentschrift Nr. 201950; französische Patentschrift Nr. 1294 627; britische Patentschrift Nr. 855 275; USA.-Patentschrift Nr. 2 967 640.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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