DE1282405B - Remote control valve for controlling pneumatic or hydraulic switching devices, especially control and shutdown statuses in nuclear reactors - Google Patents

Description

Fernauslösbares Ventil zur Steuerung von pneumatischen oder hydraulischen Schaltorganen, insbesondere von Regel- und Abschaltstäben in Kernreakteren Die Erfindung betrifft ein durch Stoß auf das Kniegelenk eines Kniehebels fernauslösbares Ventil zur Steuerung von pneumatischen oder hydraulischen Schaltorganen, insbesondere von Regel- und Abschaltstäben in Kernreaktoren, das durch zwei definierte übertotpunktlagen des Kniegelenks in Schließ-bzw. Offenstellung gehalten ist, mit einem auf das Kniegelenk wirkenden, quer zur Achse des Ventilschafts verschieblichen Kolben, wobei ein Schenkel des Kniehebels am Ventilschaft angelenkt und der andere Schenkel federelastisch am Ventilgehäuse gelagert ist.Remote actuated valve for controlling pneumatic or hydraulic Switching elements, in particular of control and shut-off rods in nuclear reactors The invention relates to a valve that can be remotely triggered by an impact on the knee joint of a toggle lever for controlling pneumatic or hydraulic switching devices, in particular of Control and shutdown rods in nuclear reactors, which are achieved by two defined over-center positions of the knee joint in closing or. Open position is held with one on the knee joint acting piston displaceable transversely to the axis of the valve stem, with one leg of the toggle lever is hinged to the valve stem and the other leg is resilient is mounted on the valve housing.

Bei hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Regel- und Abschaltstäben von Kernrenktoren soll die Schaltzeit, während der die Bewegung dieser Stäbe eingeleitet wird, möglichst kurz sein. Sofern diese Bewegung durch ein in eine Hochdrucksteuerleitung eingesetztes Ventil eingeleitet wird, muß daher vor allem die Ansprechzeit dieses Ventils kurz gehalten werden. Weiterhin muß von solchen Ventilen eine Resistenz gegen aggressive Medien und radioaktive Strahlung sowie eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit sowohl bezüglich ihrer Funktion als auch im Hinblick auf die Fernbedienung gefordert werden.With hydraulically or pneumatically driven control and shut-off rods of nuclear rectors is said to be the switching time during which the movement of these rods is initiated will be as short as possible. Provided this movement is carried out by an in a high pressure control line used valve is initiated, therefore, the response time of this must above all Valve can be kept briefly. Furthermore, such valves must be resistant against aggressive media and radioactive radiation as well as high reliability and operational safety both in terms of their function and in terms of the remote control are required.

Bei einem bekannten Kniehebelventil greift an dem Kniegelenk eine Pleuelstange an, die über einen Kurbelzäpfen von einem Elektromotor angetrieben wird (USA.-Patentschrift 1713 402). Ein schlagartiges öffnen des Ventils ist mit dieser Einrichtung jedoch kaum möglich. Auch sind die auf das Kniegelenk übertragbaren Kräfte durch das Anfahrmoment des Motors begrenzt, so daß z. B. bei Hochdruckleitungen ein sehr aufwendiger Motor verwendet werden müßte.In a known toggle lever valve, a connecting rod engages the knee joint and is driven by an electric motor via a crank pin (USA patent specification 1713 402). A sudden opening of the valve is hardly possible with this device. The forces that can be transmitted to the knee joint are also limited by the starting torque of the motor, so that, for. B. a very expensive motor would have to be used in high pressure lines.

Es ist weiterhin ein Ventil bekannt, bei dem die Verriegelung des Ventilkörpers durch das elektrische Zünden einer Treibladung aufgelöst wird (USA.-Patentschrift 2 721. 571). Auf den eigentlichen Bewegungsablauf des Ventilkörpers, d. h. also auf die Schließ- bzw. öffnungszeit des Ventils, hat diese Treibladung keinen Einfluß; vielmehr wird der Bewegungsablauf ausschließlich von einer Feder eingeleitet. Außerdem müssen derartige Treibladungen laufend auf ihre Funktionstüchtigkeit kontrolliert und in gewissen zeitlichen Abständen bzw. nach jeder Zündung ausgewechselt werden. Dieser Umstand erschwert jedoch besonders im kerntechnischen Bereich den Einsatz von Treibladungen.A valve is also known in which the locking of the valve body is released by the electrical ignition of a propellant charge (US Pat. No. 2,721,571 ). On the actual sequence of movements of the valve body, i. H. This propellant charge has no influence on the closing or opening time of the valve; rather, the sequence of movements is initiated exclusively by a spring. In addition, such propellant charges have to be continuously checked for functionality and replaced at certain time intervals or after each ignition. However, this circumstance makes the use of propellant charges more difficult, especially in the nuclear field.

Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, ein fernauslösbares Kniehebelventil für hohe Drücke zu schaffen, das alle eingangs gestellten Forderungen erfüllt. Die Bewegung des Ventilkörpers soll dabei durch einen Stoß auf das Kniegelenk eingeleitet werden.The present invention therefore has for its object to provide a remotely triggered To create a toggle valve for high pressures that meets all of the requirements made at the outset Fulfills. The movement of the valve body should be caused by an impact on the knee joint be initiated.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das dem Kniegelenk abgewandte Ende des Stoßkolbens in, eine mit einer- Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefüllte Kammer ragt, und daß in den Kammerinnenraum zwei mit ihren Spitzen. eng beieinander liegende Elektroden eingeführt sind,. die außerhalb der Kammer über einen Auslöseschalter an einen elektrischen Lad,ungsträger (Kon-, densator) angeschlossen sind.This object is according to the invention is that the knee joint facing away from the end of the shock in the piston, one that extends preferably water filled chamber on the one fluid, and that in the chamber interior, with its two peaks. closely spaced electrodes are inserted. which are connected to an electrical charge carrier (capacitor) outside the chamber via a trigger switch.

Nach der Betätigung des Auslöseschalters wird in der Kammer über eine Funkenentladung der beiden Elektroden ein Verdampfungsstoß in der Flüssigkeit erzeugt, der den Kolben und damit das Kniegelenk antreibt. Die Übertotpunktentfernung des Kniegelenks bei Schließstellung des Ventils beträgt normalerweise nur wenige hundertstel Millimeter, so daß das Ventil beim Schließen des Schalters innerhalb von Sekundenbruchteilen ausgelöst wird.After pressing the trigger switch, a Spark discharge of the two electrodes creates a surge of vaporization in the liquid, which drives the piston and thus the knee joint. The over-center distance of the Knee joint when the valve is closed is usually only a few hundredths Millimeters, so that the valve closes the switch within fractions of a second is triggered.

Auf diese Weise kann auf das Kniegelenk kurzzeitig ein hoher explosionsartiger Stoß übertragen werden. Vor allem aber kann dieser Antrieb innerhalb weniger Sekunden, je nach der Ladezeit, für den Kondensator wieder in Bereitschaft gesetzt werden, ohne daß hierzu das Ventil gewartet und der Raum, in dem es eingesetzt ist, betreten werden muß. Dies ist bei kerntechnischen Anlagen von großem Vorteil, da hier zumindest ein Teil der Räume nur unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. bei abgeschaltetem Reaktor, begehbar ist.In this way, a high explosive shock can be transmitted to the knee joint for a short time. Above all, however, this drive can be made ready for the capacitor again within a few seconds, depending on the charging time, without the valve having to be serviced and the room in which it is used having to be entered. This is of great advantage in nuclear systems, since here at least some of the rooms are only available under certain conditions, such as B. with the reactor switched off, is accessible.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert: Auf der Figur ist das erfindungsgemäße Ventil im Längsschnitt dargestellt. Der Ventilschaft 1 ist im Ventilgehäuse 2 geführt und trägt an seinem Ende einen Schließkörper 3, z. B. in Form einer Halbkugel, der bei Schließstellung des Ventils die unter hohem Druck stehende Zuflußleitung 4 gegen die Abflußleitung 5 absperrt. Das mittlere Kniegelenk 6 des Kniehebels wird von zwei Schenkeln 7 und 9 gebildet, wobei der Schenkel 7 a ni Ve#tilschaft 1 und der Schenkel 8 an einem Bolm zen 9 angelenkt ist, der mittels Tellerfedern 10 elastisch in einer entsprechenden, in Achsrichtung des Ventilschafts tverlaufeäden Bohrung im Gehäuse 2 gelagert ist. In den beiden Endstellungen des Ventils liegt das Kniegelenk 6 an einer der beiden einander gegenüberliegenden Innenwände 11 bzw. 12 des Gehäuses 2 an-. Auf der Höhe des Kniegelenks 6 ist auf der Seite der Innenwand 11 ein quer zur Ventilachse verschieblicher Kolben 1-3 gelagert, der mit semieni (z,inen, - bundförmig erweiterten Ende 14 in eine- mit Wasser gefüllte Kammer 15 ragt. In diese Kammer 15 sind zwei Elektroden 16 und 17. eingeführt, die mit ihren eng beieinader liegenden Spitzen im Bereich einer Aushöhlung 18 des Kolbenendes 14 münden. Die Elektroden 16, 17 sind durch Isolatoren 19, 20 nach außen geführt und an einen Stromkreis angeschlossen, der im wesentlichen aus einem Auslöseschalter 21 und einem oder mehreren Kondensatoren 22 besteht. Der Kondensator 22 wird über die Speiseleitungen 23 aufgeladen und durch Schließen des Auslöseschalters 21 in Form einer Funkenentladung über die Spitzen der Elektroden 16 und 17 entladen. Die Funkenentladung erzeugt in der mit Wasser gefüllten Kammer 15 einen Verdampfungsstoß, der über den Kolben 13 auf das Kniegelenk 6 übertragen wird und dieses aus seiner übertotpunktlage heraus gegen die Wand 12 treibt.Further details of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing: In the figure, the valve according to the invention is shown in longitudinal section. The valve stem 1 is guided in the valve housing 2 and carries at its end a closing body 3, for. B. in the form of a hemisphere which, when the valve is in the closed position, blocks the inflow line 4, which is under high pressure, from the outflow line 5 . The middle toggle joint 6 of the toggle lever is formed by two legs 7 and 9 , the leg 7 being hinged to a valve stem 1 and the leg 8 being articulated to a bolt 9 which, by means of disc springs 10, is resilient in a corresponding axial direction of the valve stem The bore in the housing 2 is stored. In the two end positions of the valve, the knee joint 6 rests against one of the two opposing inner walls 11 and 12 of the housing 2. At the level of the knee joint 6 on the side of the inner wall 11 there is a piston 1-3 which can be moved transversely to the valve axis and which protrudes with a semieni (z, inen, - collar-shaped widened end 14) into a water-filled chamber 15. Into this chamber 15 , two electrodes 16 and 17 are inserted, which open with their closely spaced tips in the area of a cavity 18 in the piston end 14. The electrodes 16, 17 are led to the outside through insulators 19, 20 and are connected to a circuit which essentially consists of a trigger switch 21 and one or more capacitors 22. The capacitor 22 is charged via the feed lines 23 and discharged by closing the trigger switch 21 in the form of a spark discharge over the tips of the electrodes 16 and 17. The spark discharge is generated in the water-filled chamber 15 an evaporation surge which is transmitted via the piston 13 to the knee joint 6 and this from its over-center position against di e wall 12 drives.

Um die Kammer 15 ständig oder intermittierend mit Flüssigkeit spülen zu können, sind in deren Wände zwei Bohrungen 24, 25 für die Zufuhr und Abfuhr der Flüssigkeit vorgesehen.In order to be able to rinse the chamber 15 continuously or intermittently with liquid, two bores 24, 25 for the supply and discharge of the liquid are provided in its walls.

Auf der dem Kolben 13 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 ist ein pneumatisch oder hydraulisch angetriebener Rückholkolben 26 angeordnet, der das Kniegelenk 6 aus seiner linken Sperrlage (Offenstellung, strichpunktiert gezeichnet) wieder nach rechts in die Ventil-Schließstellung drängt. Nach deffi ; Auf- laden des Kondensators ist das Ventil für eine erneute Auslösung wieder betriebsbereit.On the side of the housing 2 opposite the piston 13 , a pneumatically or hydraulically driven return piston 26 is arranged, which pushes the knee joint 6 from its left locking position (open position, shown in phantom) back to the right into the valve closed position. After deffi ; Up charging of the capacitor is the valve for a re-release operational again.

Der Kolben 26 und seine Antriebskammer 27, an die noch entsprechende Drosseln (nicht dargestellt) angeschlossen sein können, dient gleichzeitig als Dämpfungseinrichtung zum Auffangen des auf den Kniebebel, übertragenen explosionsartigen Stoßes.The piston 26 and its drive chamber 27, to which corresponding throttles (not shown) can also be connected, serve at the same time as a damping device for absorbing the explosive shock transmitted to the toggle.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Durch Stoß auf das Kniegelenk eines Kniehebels fernauslösbares Ventil zur Steuerung von pneumatischen oder hydraulischen Schaltorganen, insbesondere von Regel- und Abschaltstäben in Kernreaktoren, das durch zwei defimerte übertotpunktlagen des Kniegelenks # in Schließ- bzw.- ,Of-fepstellung gehalten ist, mit einem auf das Kniegelenk wirkenden,. quer zur Achse des Ventilschafts verschieblichen Kolben, wobei ein Schenkel des Kniehebels am Ventilschaft angelenkt und der andere Schenkel federelastisch am Ventilgehäuse gelagert ist, d a - durch gekennzeichnet, daß das dem Kniegelenk(6) abgewandte Ende(14) des Kolbens (13) in eine mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefüllte Kammer (15) ragt, und daß in den Kammerinnenraum zwei mit ihren Spitzen eng beieinander liegende Elektroden (16, 17) eingeführt sind, die außerhalb der Kammer (15) Über einen Auslöseschalter (21) an einen elektrischen Ladungsträger (Kondensator 22) angeschlossen sind. Claims: 1. Valve that can be triggered remotely by impact on the knee joint of a toggle lever for controlling pneumatic or hydraulic switching devices, in particular control and shut-off rods in nuclear reactors, which is held in the closed or open position by two defimerted over-center positions of the knee joint # , with one acting on the knee joint. Piston displaceable transversely to the axis of the valve stem, one leg of the toggle lever being articulated on the valve stem and the other leg being resiliently mounted on the valve housing, d a - characterized in that the end (14) of the piston (13) facing away from the knee joint (6) in a, protrudes with a liquid, preferably water-filled chamber (15), and that with their tips closely together in the chamber interior two spaced electrodes (16, 17) are introduced, which outside the chamber (15) via a trigger switch (21) to an electrical charge carrier (capacitor 22) are connected. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenspitzen im Bereich einer Aushöhlung (le) des Kolbens (13, 14) angeordnet sind. 3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (15) ständig oder intermittierend mit der Flüssigkeit durchspülbar ist. 2. Valve according to claim 1, characterized in that the electrode tips are arranged in the region of a cavity (le) of the piston (13, 14). 3. Valve according to claim 1 and 2, characterized in that the chamber (15) can be flushed through continuously or intermittently with the liquid. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1713 402, 2 721571. Contemplated publications: USA. Patent No. 1713 402, 2 721,571th.