DE1750438A1

DE1750438A1 - Ventil

Info

Publication number: DE1750438A1
Application number: DE19681750438
Authority: DE
Inventors: Kenneth Walters
Original assignee: English Electric Co Ltd
Current assignee: English Electric Co Ltd
Priority date: 1967-05-02
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1971-02-25
Also published as: GB1194702A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, ί£.ΜάΜ968

UNSER ZEICHEN: -J-J 342

ΪΪΕΒ EWGuISH ELEJTRIO COMPANY LIMITED, London W.J.2, England

Ventil

Die Eriindung bezieht sich auf schnell ansprechende Klappenventile, d_on. auf schnell zu betätigende Ventile, die eine Klappe umfassen, welche in einer Rohrleitung oder dergleichen drehbar gelagert ist, so aaß sie zvviscnen einer gescnlossenen Stellung, bei der sie die Leitung verscnließt, und einer geöiine ten bteilung oewegt warden Kann, bei der ein strömungsfänLges Medium an der Ventilklappe vorbei durch die Leitung strömen kann. Ein solches Ventil wird im lolgenden als Ventil der genannten Art bezeichnet.

Auf ttem Gebiet der r.onueruption von Ventilen erweist es jjLCih dann, wenn das strömen von iluden durch Leitungen von -•rolkiiii Querschnitt geregelt weruen muß, als schwierig, Ventile zu johatten, die sich genügend schnell offnen oder schließen iayj.nif um isn jeweiligen Ertordernissen zu. entsprechen·. Die3 :;lLfc Lti.'Jbeaondere dann, wenn ein solches VoabLi in iiotiällen bütäbl;;fc Mieden muß, wie es 2.B. büL sinem Lliisüigkeits^eKÜhlben i.-.ii-riL'fj-n: !."or ior rail. aeLii Kann, b.)L -lam -rj i.ianatuual in beafclininfcon

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BADORlGiNAL

Notfällen erforderlich ist, entweder dä3 Kühlmittel sehr schnell, aus dem Reaktorbehälter ablauten zu lassen oder dem Reaktor- ' behälter eine große Menge einer Moderatorflüssigkeit zuzuführen, um das Ausmaß der Reaktion zu verringern» Bs kann erforderlich sein, eine solche Maßnahme innerhalb einer sehr Kurzen Zeit durchzuführen, d.h. es muß trotz der Massenträgheit großer Ventile, die zum Regeln großer Mengenströme dienen, das betreffende Ventil innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde zu öffnen.

Eine Aufgabe der Errindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Ventils der genannten Art, bei dem die beweglichen Teile eine möglichst kleine Masse besitzen, so daß auch die Massenträgneit auf einem sehr kleinen Wert gehalten wirde Eine weitere Aufgabe der Eriindung besteht in der Schaffung eines Ventils der genannten Art, das im i'all des Versagens irgendwelcner Teile des Ventilmechanismus eine Sicherungsrunktion errüllt«

Bei einem erfindungsgemäßen Ventil der genannten Art ist die VentilJclappe so gelagert, daß sie unter dem Einfluß des i'luddrucks auf der der Strömung zugewandten Seite der Klappe aus ihrer geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung geschwenkt werden kann; zu diesem Zweck umfaßt das Ventil nach der ErLindung einen Knienebel, der betriebsmäßig mit der Ventilklappe verbunden und so angeordnet ist, daß er bei der geöffneten Stellung der Klappe zusammengelegt ist, wänrend er bei der geschlossenen Stellung der Klappe seine gestreckte Lage einnimmt, 3owle eine Vorrichtung, mittels deren da3 Knieuebelgestänge in meiner ^eutrecktüti JteLlung gehalten wird, wobei diese Haltevorrichtung freigegeben werlen Kann, damit das Kniehebelgestänge geknickt

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weraen kann, um es der VentiLulappe zu ermöglicnen, sich wieder zu öfmen.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Haltevorrichtung so ausgebildet, daß sie an dem eingeknickten XnieüeDelgestänge angreiien Kann, und daß sie zurückgezogen weraen kann, um das knienebelgestänge wieder in seine gestreckte Stellung zu bringen, so daß die Ventilklappe geschlossen wira.

Die Haltevorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Elektromagneten, und das knienebelgestänge umfaßt ein Bauteil aus einem magnetischen Material, das in der Kähe des mittleren Gelenks angeordnet ist und mit dem Elektromagneten zusammenarbeiten kann_c

Der Elektromagnet ist vorzugsweise auf einem Stößel oder dergleichen angeordnet, der in einer zurückgezogenen Stellung lestgenalten werden kann, bei welcner der Elektromagnet das hnieneoelgestänge in seiner gestreckten Lage hält; der stößel karm Hierbei zv.iücnen der erwähnten zurückgezogenen ate] lung und einer stellung bewegt werden, bei der uer Elektromagnet ir.it dem eingeknickten Kniehebelgestänge zusammenarbeiten kann.

Sobald der Elektromagnet ausgeschaltet wird, bewirkt uer auf der aer Strömung zugewandten Seite der Ventilklappe herrschende Druck, daß die Ventilklappe innerhalb einer sehr Kurzen Zeit geöifnet wird, «venn irgendein Teil des Ventilmeenanismus versagen sollte, so daß die Klappe nicht mehr in inrer geschlossenen Stellung genalten wird, oiinet sich die Klappe, so daß die Forderung erfüllt wird_; daß das Ventil nach Art eines Sicherneitsventils arbeitet. Da beim Ausücnalten des Elektromagneten

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der Elektromagnet und die mit ihm verbundenen Bauteile nicht menr in Verbindung mit der Ventilklappe stehen, wird die Masse der Teile, die bewegt werden müssen, wenn das Ventil geöffnet werden soll, auf einem minimalen Wert gehalten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausiührungsbeispiels an Hand aer Zeichnungen.

^ Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil in einem Schnitt

längs der Linie I-I in Figo 2.

Fig. 2 ist ein Teilschnitt längs der Linie XI-II in Fig.

Fig. 3 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter verkürzter Schnitt längs der Linie II-II in jj'ig. 1, wobei bestimmte Bauteile dargestellt sind, aie in Fig. 2 nicht zu erkennen sind.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des geschlossenen Ventils bei üetracntung des Ventils in der Blickrichtung von i'ig. 1, fe wobei bestimmte Teile als Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. i) dargestellt sind.

Fig. 5 ist ein in gröberem Maßstabe gezeichneter Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.

Fig. b entspricht Fig. 4, zeigt jedoch die Vorderseite des geöffneten Ventils.

Gemäß ü'ig. 1 bis 3 umfaßt das Ventil ein druckdichtes üehäuse 10, dessen eine seitenwand 1OA mit einer plattenförmigen Verlängerung 10B versehen ist. Zwei weitere einander gegenüber

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liegende iiande dieses Gehäuses sind mit einem Strömungseinlaß 11 "bzw. einem Auslai3 12 versehen, die au± einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, welcne sich parallel zur seitenwand 1OA des Gehäuses erstreckt. Innerhalb des Gehäuses 10 ist aer Einlaß 11 durch ein Emlaßronr 13 verlängert, das an seinem unteren Ende mit einer Kiegelstumpiiormigen inneren Ventilsitziläche 14 versehen ist₀ Das Einlaßronr 13 ist am gleichen Ende mit einem dünnwandigeren Rohr 15 verbunden, das sich zu dem Auslaß 12 erstreckt.

Eine Yentilklappe 16, die sich aus zwei scheiben 17 und 1ö zusammensetzt, zwischen denen ein Dichtungsring 18 aus einem geeigneten Material angeordnet ist, ist mit Hüte einer Selostzentrierungsvorriclitung 20 mit einem Arm 21 verbunden, der seinerseits drehfest mit einer Welle 22 verbunden ist, T'ie Welle ist in zwei druckdichten lagern 23 und 24 in der oeitenwand 1OA und der dazu parallelen Seitenwand des Gehäuses drehbar gelagert. Gem&B .cig«, 1 und 2 ist ein Teil des dünnwandigen I.ührs 15 in der bei 15A angedeuteten Weise weggeschnitten, ao da£ sieh, die Ventilklappe 16 in fiicntung auf ihre geöffnete öteilung bewegen kann., die in ü'ig. 1 mit strichpunKtierten Linien a^g^a ■:-■.: let i s t»

AIa Beispiele lilr geeignete Materialien deü :,' .';.;:...·:■'■ si^sriη_s:s 19 ί tlätrLyleri und rolyc!\lDr^ t .r.-' ; ·■■:■'·"■ ";/; u

BAD

Die Lageraggregate 23 und 24 sind aus Gründen der Deut- . lichkeit in iig. 2 nicht dargestellt, ekoch sind sie in der in größerem Maßstäbe gezeichneten if'igur 3 zu ernennen. Die Welle weist an ihren Enden Schultern 22A und 22B auf. Jede dieser Schultern arbeitet mit einem einen flansch aufweisenden Lager zusammen, das z.B. aus Graphit besteht; es sei jedoch bemerict, daß man diese Lager auch aus anderen geeigneten Materialien nerstellen kann«, Das Lager 25 des Lageraggregats 24 stützt sich an einer Blindbuchse 26 ab, die fest in eine Öffnung des G-ehäuses eingebaut ist» Das Lager 25 des anderen Lageraggregats 23 stützt sich an einer Buchse 27 ab, die eine größere Länge hat als die Buchse 26 ο Die Buchse 27 ist fest in eine Öffnung der Seitenwand 10A des Gehäuses eingebaut. Die Welle 22 erstreckt sich durch die Buchse 27 und eine zweite ringlörmige Dicntung 29, die in einer Öffnung einer äußeren Abdeckung 28 für das Lageraggregat 23 angeordnet ist» Die Abdeckung 2Θ umschließt eine mit einem flansch versehene Buchse 30, die gleichachsig mit der Welle 22 angeordnet ist. Zwiscnen der Buchse 30 und dem Lager 25 ist eine Dichtungspackung 31 aus PolytetraiTuoräthylen angeordnete Die Buchse 30 Kann mit riilfe von durch Federn 32A belasteten Schrauben 32 in axialer Richtung verstellt werden»

Gemäß Fig. 2, 4, 5 und 6 trägt das über das Lageraggregat 23 Hinausragende incLe der Welle 22 ein Ritzel 40, das mit einer Zahnstange 41 zusammenarbeitet, die durch zwei auf dem Gehäuse IC ungeordnete Führungen 42 gezwungen wird, sich nur in Richtung ihrer Langsaeiiss zu Dewegen_o Ein Ende der Zahnstange 41 ist gel«uki;?; mit einen Εηύ'-i einer Kniehebelanordnung 43 verbunden,

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die zwei Kniehebel 44 und 45 umfaßt, welche an ihrer Verbindungsstelle durch einen sich selbst zentrierenden Gelerurbolzen 46 verbunden sind, welcher in ein Bügelteil 47 aus magnetischem Material eingebaut ist«, Das andere Ende der Kniehebelvorriehtung 43 ist bei bO auf dem Gehäuse 10 ortsiest drehbar gelagert.

Bei der in üig. 4 und 5 gezeigten geschlossenen Stellung des Ventils wird der Bügel 47 in fester Anlage an einem Elektromagneten 48 gehalten, der eine Wicklung 48A umfaßt und auf dem freien Ende der Kolbenstange 49 eines doppeltwirkenden Zylinder- und Kolben-Betätigungsaggregats ^O angeordnet ist_f wobei dieses Aggregat z.B. mit Hilfe einer hier nicht gezeigten Einrichtung pneumatisch betätigt werden kann.

Elektrische Leitungen 51 dienen dazu, der Yficklung 48A des Elektromagneten einen Strom zuzuführen,.

Das von dem Elektromagneten 48 abgewandte Ende der Betätigungsvorrichtung 50 ist bei 52 aui der Verlängerung 10B der Gehäusewand 1OA drehbar gelagert. Die Kolbenstange 49 ist in den Zeichnungen in inrer inneren Stellung gegenüber dem Zylinder der Betätigungsvorrichtung 50 dargestellt. Ein Anscnlag 53 auf der Platte 1OB begrenzt die AbwärtsDewegung aer Betätigungsvorrichtung 50 um die Lagerung 52, so daß die Betätigungsvorrichtung nur ihre aus üig. 6 ersichtliche tiefste Stellung einnehmen kann. Fig. b zeigt das Ventil in seiner geöffneten Stellung, bei der das Kniehebelgestänge 43 eingeknickt ist, wobei das Bügelteil 47 von dem Elektromagneten 48 freigegeben worden ist und sich an einem als Stoßdämpfer wirkenden Anschlag 54 abstützt,

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der auf dem Gehäuse 10 auf der Achse der Kolbenstange 49 angeordnet ist, wenn sich die Betätigungsvorrichtung 5O an dem Anschlag 53 abstützt«

ferner kann man auf der Verlängerungsplatte 1OB eine Druckfedervorrichtung 55 anordnen, die einen Arm 56 umfaßt, welcher an dem Ritzel 40 so angelenkt ist, daß das Bestreben besteht, das Ritzel in der Richtung zu drehen, bei der das Ventil geöffnet wird, weiterhin kann man auf dem Gehäuse einen Mikroscnalter anordnen, mit dem die Zahnstange 41 bei der geschlossenen Stellung des Ventils zusammenarbeitet, so daß eine Anzeigevorrichtung, eine warneinricntung oder dergleichen betätigt werden kann.

Während des Betriebs wird das ^ventil gemäß Jj'ig. 1, 2, 4 und 5 geschlossen gehalten, und zwar entgegen der Kraft der Federvorrichtung 55 und dem auf die Einlaßsseite der Ventilplatte 16 wirkenden -Uruck, da der Elektromagnet 48 eingescnaltet ist und das üügelteil 47 in der aus üig. 5 ersichtlichen Stellung hält. Wenn das Ventil geöffnet werden soll, ist es nur erforderlich, den Elektromagneten auszuschalten, woraufhin der auf die Ventilklappe 16 wirkende Druck des ötrömungsmittels bewirkt, daß die Klappe schnell geöffnet wird, wobei die Welle 22 so gedreht wira, daß das Kniehebelgestänge 43 einknicken kann, bis c das Bügelteil 47 zur Anlage an den Stoßdämpfer 54 kommt. Diese Bewegung wird noch durch die Jsedervorrichtung 55 unterstützt. Gleichzeitig fällt die Betätigungsvorrichtung 50 herab, bis sie zur Anlage an dem Anschlag 53 kommt.

Wenn das Ventil wieder geschlossen werden soll» wird die Kolbenstange 49 der .Betätigungsvorrichtung 50 ausgefahren» bis

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der Elektromagnet 48 das Bügelteil 47 erfaßte Hierbei gewährleistet das sich selbsttätig zentrierende Gelenk 46, daß die beiden Teile in reste Anlage aneinander gebracht werden. Der Elektromagnet wird erneut eingeschaltet, und die Kolbenstange wird eingezogen, so daß die Ventilklappe wieder in ihre geschlossene Stellung nach Pig. 1 und 4 gebracht wird.

Bei der gescnlossenen Stellung der Ventilklappe kann die erforderliche, auf die Dichtung 19 wirkende Dichtungskraft durch ein erhebliches Drehmoment aufgebracht werden, dae in der Schließrichtung der Ventilklappe wirkt und mit Hilfe der Welle 22 odsr einer hier nicht gezeigten Vorrichtung aufgebracht werden kann, die mit der Welle zusammenarbeitet, um eine Drehkraft zu erzeugen.

Patentansprüche:

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Claims

PATE N TA N SPRUCHE

1. Ventil der genannten Art, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (16) so gelagert ist, daß sie zwischen der geschlossenen und der offenen Stellung unter dem Einfluß des Strömungsmitteldrucks gescnwenkt werden kann, der auf die der Strömung zugewandte Seite der Ventilklappe wirkt, und daß das Ventil ein Kniehebelgestänge (43) umfaßt, das mit der Ventilklappe verbunden und so eingerichtet ist, daß es bei der geöffneten Stellung der Ventilklappe eingeknickt und bei der geschlossenen Stellung der Ventilklappe gestreckt ist, sowie eine Haltevorrichtung (48 bis t>0), mittels deren das Kniehebelgestänge in seiner gestreckten Lage gehalten werden kann, wobei die Haltevorrichtung ausgelöst bzw. freigegeben werden kann, damit das kniehebelgestänge einknicken kann, so daß sich die Ventilklappe öffnen kann.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (48) bewegt werden kann, um sie zur Anlage an dem eingeknickten Kniehebelgestänge (43) zu bringen und daß sie zurückgezogen weraen kann, um das kniehebelgestänge wieder in seine gestreckte Lage zurückzuführen und so die Ventilklappe zu schließen.

3 ο Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einen Elektromagneten (48) umfaßt, und daß das Kniehebelgestänge 43 ein Bauteil (47) aus magnetischem Material umfaßt, das nahe dem mittleren Gelenk des

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des Gestänges angeordnet ist und mit dem Elektromagneten zusammenarbeiten kann.

4o Ventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (48) auf einem btöüel (49) angeordnet ist, der in einer zurückgezogenen Stellung gehalten werden kann, bei der aer Elektromagnet das jiniene De Ige stange (43) in seiner gestreckten Lage hält, wobei der Stößel zwiscnen der zurückgezogenen Stellung und einer stellung bewegt werden kann, bei der der Elektromagnet mit dem eingeknickten Kniehebelgestänge zusammenarbeiten kann.

5. Ventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventilklappe (16) mit dem Kniehebelgestänge (43) durch eine Zahnstange (41) und ein Ritzel (40) verbunden ist·

6. Ventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorspannvorrichtung (55)» die exzentriscn zu dem Ritzel angeordnet ist, so daß sie ein Moment aui das Kitzel in der Richtung aufbringen kann·, in aer das Ritzel gedreht werden muß, ua die Ventilklappe zu öffnen, wobei die rial te vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie diesem Moment einen widerstand entgegensetzt, bis sie freigegeben wird.

7· Ventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventilklappe (16) mit einem Dichtungsring (19) versenen ist, der so angeordnet ist, daß er bei der geschlossenen Stellung der Ventilklappe an einem Sitz (14) anliegt, der an einem Rohrleitungsabschnitt (13) vorgesehen ist«

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8· Ventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeich

net, daß der Dichtungsring aus Polytetrafluorätnylen bestehtο

9· Ventil naoh Anspruch 2, dadurch geJcennzeich

net, daß der Dichtungering aus Polychlortetrafluoräthylen besteht,,

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