-
Die
Neuerung bezieht sich auf Ventile oder Hähne für Verfahrensgas und kann insbesondere
angewendet werden, wenn das Verfahrensgas so giftig, radioaktiv
oder wertvoll ist, dass jegliches Austreten in die Umgebung zuverlässig verhindert
werden muss, oder wenn, um eine Reaktion zu vermeiden oder aus anderen
Gründen,
der Eintritt der Umgebungsatmosphäre in das Verfahrensgas verhindert werden
muss. Bekannte Ventile oder Hähne
für Verfahrensgas,
welche bezüglich
Verhinderung von Leckagen zwischen dem Inneren und Äußeren des Ventils
bzw, Hahns ausgelegt sind, sind generell mit einer Balgabdichtung
zwischen dem längsbeweglichen
Ventilverschlußglied
und dem Ventilgehäuse versehene
Derartige Ventile oder Hähne
werden im Nachfolgenden als "von
der eingangs angegebenen Art" bezeichnete
Wenn jedoch die Balgdichtung fehlerhaft wird, würden solche Ventile oder Hähne lecken,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mittels Balg abgedichtetes
Ventil oder Hahn mit zusätzlichen
Sicherungen gegen Leckagen im Falle des Ausfalls der Balgdichtung
zu schaffen,
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Gemäß der Erfindung
besitzt ein Ventil oder Hahn für
Verfahrensgas nach der eingangs erwähnten Art eine Balgabdichtung,
die an einem Ende an das längsbewegliche
Ventilverschlußglied
und am anderen Ende mit einem Zwischenglied abdichtend verbunden
ist, wobei das Zwischenglied ortsfest und abdichtend in dem Ventilgehäuse befestigt
ist, wobei ferner ein Ventilbetätigungsglied
eine blind endende Schraubbohrung aufweist, die mit einem Schraubzapfen
des Ventilverschlußgliedes
zusammenarbeitet, und das Ventilbetätigungsglied bezüglich des Zwischengliedes
drehbar, aber gegen axiale Bewegungen gesichert, gelagert ist, wobei
zwischen diesen Teilen eine Dichtung vorgesehen ist, und der Zapfen
unter Einhaltung eines Abstandes durch das Zwischenglied hindurchreicht.
-
Die
Abdichtung zwischen dem Ventilgehäuse und dem Zwischenglied wird
vorzugsweise durch zwei in Tandem oder hintereinander angeordnete
Abdichtungen bewirkt.
-
Die
Abdichtung zwischen dem ortsfesten Zwischenglied und dem drehbaren
Ventilbetätigungsglied
besteht vorzugsweise aus zwei oder mehr im Tandem oder hintereinander
geschalteten Abdichtungen, deren Gesamtabdichtung, aber nicht notwendig
Einzelabdichtung, so wirksam ist wie eine in Tätigkeit befindliche Balgabdichtung,
d.h. eine 100%-ige Integrität
bietet. Die innerste Abdichtung wird –– in geschlossener Lage des
Ventils –– vorzugsweise
durch die am Dichtungssitz anliegende normale Hauptventildichtung
gebildet und –– in der Offenlage
des Ventils –– durch
Anlage einer Abdichtungsfläche
des Ventilverschlußgliedes
gegen einen Sitz am Zwischenglied. Die nächste Abdichtung wird gewöhnlich durch
ein Paar von abdichtenden Druckringen gebildet, die zwischen den
jeweiligen ebenen Flächen
eines Flansches des Ventilbetätigungsgliedes
und den anschlagenden Ringschultern, die durch eine ringförmige Aussparung
im Zwischenglied gebildet werden, liegen. Eine äußere Abdichtung besteht gewöhnlich aus
einem O- oder Schnurring, der in dem Zwischenglied liegt und das äußere zylindrische Teil
des Ventilbetätigungsgliedes
berührt.
Eine äußerste Abdichtung
kann zusätzlich
durch eine Abdeckhaube für
das Betätigungsende
des Ventils vorgesehen werden, welche mit dem Ventilgehäuse zusammenarbeitet.
-
Das
Ventil besitzt vorzugsweise einen Fortsatz seines äußeren Endes,
welches im Querschnitt rechteckförmig
oder gemäß anderer
passender Gestalt geformt ist, so daß es mit Hilfe eines komplementären Ventilbetätigungswerkzeuges
gedreht werden kann,
-
Das
Veritilbetätigungsglied
wird vorzugsweise während
der Nichtbetätigung
durch die auf dem Betätigungsende
des Ventilgehäus
s sitzende entfernbare Haube geschützt.
-
Beschreibung der Zeichnung
-
Ein
die Erfindung verkörperndes
Konstruktionsbeispiel wird nunmehr unter Bezugnahme auf die einzige
Figur der beiliegenden Zeichnung beschrieben, welche eine Seitenansicht
im Mittenschnitt darstellt.
-
Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung
-
Unter
Bezugnahme auf die Zeichnung hat ein Ventil 1 ein im großen und
ganzen zylindrisches Gehäuse 2 mit
einer axialen Einlaßöffnung 3 am
unteren Ende, mit welchem eine Einlaßleitung 4 in Verbindung
steht, die mit dem Gehäuse 2 an
der Stelle 5 verschweißt
oder verlötet
ist. Das Gehäuse 2 weist an
einer Seitenwand eine seitliche Auslaßöffnung 6 auf, die
in Verbindung mit einer Auslaßleitung 7 steht, die
an das Gehäuse 2 an
der Stelle 8 angeschweißt oder angelötet ist.
Die Leitung 7 ist so gekrümmt, dass sie sich parallel
und im Abstand zur Einlaßleitung 4 erstreckt,
was jedoch lediglich zweckmäßig und
nicht wesentlich ist.
-
Das
Teil des Gehäuses 2,
welches die Einlaßöffnung 3 bestimmt,
stellt einen Ventilsitz 9 dar, der mit einem Ring 10 zusammenarbeitet.
Der Ring 10 besteht gewöhnlich
aus Polytetrafluoräthylen
und ist in einer axialen Aussparung 11 im Kopf 12 eines Ventilverschlußgliedes 13 mittels
eines abgesetzten Metallringes 14 und eines gestemmten
oder angestauchten zentralen Zapfens 15 des Kopfes 12 angeordnet.
Der Ringträgerkopf 12 des
Gliedes 13 ist unter Einhaltung eines Zwischenraumes in
einer Bohrung 16 des Gehäuses 2 axial bewegbare
Der Rest des Gliedes 13 wird von einem Schenkel 17 verringerten
Durchmessers und einem Schraubzapfen 18 gebildet. Zwischen
dem Schenkel 17 und dem Zapfen 18 befindet sich
eine konus- und ringförmig
ausgebildete Oberfläche 39.
Der ringförmige
Zwischenraum zwischen dem Schenkel 17 und der Bohrung 16 des
Gehäuses 2 bietet
Platz für
einen Balg 19, dessen unteres Ende an der Stelle 20 ringförmig an
den Kopf 12 geschweißt
und dessen oberes Ende an der Stelle 38 an ein ringförmiges Zwischenglied 21 ringförmig angeschweißt ist.
-
Das
Glied 21 ist fest in einem vergrößerten Bohrungsteil 22 des
Gehäuses 2 montiert,
wobei eine Schnurringdichtung 23 oder O-Ring aus Neopren zwischen
dem Glied 21 und dem Gehäuse 2 in der durch
Wechsel des Durchmessers des Gehäuses 2 gebildeten
ringförmigen
Ecke eingeschlossen wird. Das obere Endteil des Zwischengliedes
hat eine äußere konische
Oberfläche 24,
an welchem das obere Ende 25 des Ventilgehäuses durch
Umbördelung mittels
Gesenk gepreßt
ist. Ein Epoxyharz, beispielsweise das unter dem Handelsnamen "ARALDIT" bekannte, wird auf
die Oberfläche 24 vor
der Umbördelung
im Schmiedegesenk aufgebracht, und wenn die Gesenkarbeit fertig
ist und das Harz abgebunden und ausgehärtet ist, ist eine zweite Abdichtung,
welche der Abdichtung 23 nachgeschaltet ist, erzeugt.
-
Der
untere Teil 26 des Zwischengliedes 21 hat an seinem
unteren Ende eine vergrößerte Bohrung 41,
die mit einer konischen Ringoberfläche 42, welche der
konischen Oberfläche 39 des
Gliedes 13 entspricht bzw. zu dieser komplementär ist, auf
eine kleinere Bohrung 43 zurückgeht, die frei von dem Schraubzapfen 18 des
Gliedes 13 ist. Die Oberflächen 39 und 42 sind
so hergestellt, daß sie
sich in der Offenlage des Ventiles bzw. Hahns abdichtend berühren. Das
Zwischenglied 21 hat einen oberen Teil 26a, welcher
eine Bohrung 27 aufweist, die vom zylindrischen Äußeren eines
Ventil- bzw. Hahnbetätigungsgliedes
in der Form einer Kappe 28 eingenommen wird. Zwischen der
Kappe 28 und dem oberen Teil 26a ist eine Schnurringdichtung 29 oder
O-Ring aus Polytetrafluoräthylen
vorgesehen, und zwar liegt die Dichtung in einer ringförmigen Aussparung 30 im oberen
Teil 26a. Die Kappe 28 ist an ihrem oberen Ende
verschlossen und weist eine blind endende Schraubbohrung 31 auf,
die an ihrem unteren Ende offen ist und in welche der Schraubzapfen 18 des Ventil-
bzw. Hahnverschlußgliedes 13 eingreift.
Die Kappe 28 besitzt am unteren Ende einen Flansch 32, der
in eine ringförmige
Aussparung 33 im Zwischenglied 21 eingreift. Der
letztere ist seitlich in der Ebene der Aussparung 33 in
Teilstücke 26 und 26a zur
Erleichterung des Zusammenbaues aufgeteilt. Abdichtende Druckringe 34 und 35 aus
Polytetrafluoräthylen sind
zwischen den ebenen oberen und unteren Flächen des Flansches 32 bzw.
den Wandungen der Aussparungen 33 zwischengefügt. Das Äußere der Kappe 28 ist
im Querschnitt rechteckförmig
ausgebildet, so daß die
Kappe 28 durch ein geeignetes Werkzeug verdreht werden
kann, um das Ventil bzw. den Hahn zu betätigen Die Kappe 28 kann,
wie gesagt, gedreht werden, wird jedoch gegen axiale Bewegung durch
Eingriff des Flansches 32 in die Aussparung 33 des
Gliedes 21 gesichert, welche durch die Umbördelung
des oberen Endes des Ventilgehäuses 2 ortsfest
in dem Gehäuse 2 gehalten
wird, Die Drehung der Kappe 28 bewirkt also eine axiale,
aber keine Dreh-Bewegung des Ventilverschlußgliedes 13 zum Öffnen oder
Schließen
des Ventils bzw. Hahns, wobei das Glied 13 durch einen
oder mehrere Keile oder Federn gegen Rotation gesichert wird Die
Keile oder Federn, von denen einer bei 36 gezeigt ist,
springen von dem Körper 2 nach
innen vor und greifen lose in jeweilige Nuten im Kopf 12 des
Gliedes 13 ein, wovon eine bei 40 gezeigt ist.
Diese Maßnahme
verhindert, daß der
Balg 19 einer Drehbeanspruchung unterworfen wird.
-
Eine
abnehmbare einschnappende Abdeckhaube 37, die gewöhnlich aus
einem Kunststoff, beispielsweise aus Polyäthylen, hergestellt ist, bedeckt das
obere Ende des Ventilgehäuses 2 und
verhindert die Einwirkung von äußeren Gegenständen auf
die bewegbaren Teile des Ventils bzw. Hahns, wenn dieser nicht betätigt wird.
-
Das
beschriebene Ventil bzw. der Hahn ist so bemessen, daß in der
speziellen Anwendung, für welche
es bzw. er ausgelegt ist (diese Anwendung wird nicht als die einzig
mögliche
Anwendung betrachtet), das Ventil bzw. der Hahn in großer Anzahl verwendet
werden soll, weshalb es bzw. er nach einer vorgeplanten Lebensdauer
als verbraucht betrachtet wird. Aus diesem Grunde ist das Ventil
bzw. der Hahn einfach aufgebaut und relativ preiswert erstellbar,
im Vergleich mit Ventilen oder Hähnen,
die eine lange Lebensdauer haben sollen. Was die Abdichtungsintegrität betrifft,
bewirken die Zusammenarbeit der normalen Hauptventildichtung 10 auf
dem zugehörigen
Sitz 9 in der Geschlossenlage des Ventils bzw. Hahns und
das Zusammenwirken der konischen Oberflächen 39 und 42 in
der Offenlage des Ventils bzw. Hahns zusammen mit dem Balg 19 eine voll ständige und
sichere Abdichtung, Wenn jedoch der Balg 19 während des
Betriebs ausfallen sollte, ist eine weitere Abdichtung ausserdem
vorgesehen. Es ist bekannt, dass die Abdichtung zwischen ortsfesten Teilen
mit einem besseren Grad an Integrität bewirkt werden kann als die
Abdichtung zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen. Wenn
also der Balg ausfällt,
wird der voraussichtliche Leckpfad zwischen dem Gehäuse 2 und
dem feststehendem Zwischenglied 21 durch den eingeschlossenen
Schnurdichtring 23 zusammen mit der Hilfsdichtung effektiv
abgedichtet, welche durch den umgebördelten und die konische Oberfläche 24 des
Gliedes 21 berührenden Teil 25 des
Körpers 2,
zusammen mit ARALDIT, gebildet wird. Der voraussichtliche Leckpfad
zwischen dem Glied 21 und sowohl dem axial beweglichen Glied 13 und
der zum Glied 21 drehbaren Kappe 28 wird im Falle,
dass der Balg 19 ausfallen sollte, erstens durch die Hauptdichtung 10 des
Ventils bzw. Hahns in der Geschlossenlage und durch Zusammenwirken
der konischen Oberflächen 39 und 42 in der
Geschlossenlage (wobei keine dieser wirksam ist, wenn der Balg in
einer Zwischenlage des Ventilverschlußgliedes 13 ausfallen
sollte), zweitens durch die Abdichtwirkung durch Zusammenwirken
des Flansches 32 mit dem einen oder beiden Druckringen 34, 35,
drittens durch die Schnurringdichtung 29 und viertens im
Falle, daß der
Umgebungsdruck bedeutend größer ist
als der Gasdruck des Verfahrensgases, durch die Abdichtwirkung der
Abdeckhaube 37 auf dem Ventilgehäuse 2 wirksam abgedichtet.
Obwohl keine der Abdichtungen –– in einem
Fall die Ringe 34, 35 und im anderen Fall die
Abdichtung 29, welche jeweils Abdichtungen zwischen relativ
beweglichen Teilen darstellen –– einzeln
als so effektiv wie die durch den Balg 19 bewirkte Abdichtung
betrachtet werden kann, ist ihre Abdichtfunktion in Hintereinanderschaltung
zu diesem Ausmaß wirksam.
-
Ventile
bzw. Hähne
nach der Erfindung finden eine Anwendung (auf welche eingangs hingewiesen
wurde) als Ventile oder Hähne
für Verfahrensgas,
welches in dem Leitungswerk in Zentrifugenkaskaden für die Trennung
der Uranisotopen U235 und U238,
wobei das Verfahrensgas Uranhexafluorid ist, verwendet wird.
-
Die
Neuerung betrifft auch Abänderungen der
im beiliegenden Schutzanspruch 1 umrissenen Ausführungsform
und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Neuerungsmerkmale,
die im einzelnen –– oder in
Kombination –– in der
gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.