DE2349155A1 - Stopfbuchsenloses magnetventil fuer aggressive medien - Google Patents

Description

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 25. 9. 1973

KERNFORSCHUNG MBH PLA 73/51 Sdt/lb

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Zusatz zu P 22 25 689.1-12

Stopfbuchsenloses Magnetventil für aggressive Medien

Die Erfindung betrifft ein stopfbuchsenloses Magnetventil für aggressive Medien, gemäß der Patentanmeldung P 22 25 68^.^-12 bestehend aus einem Ventilgehäuse mit dem Ventilraum und einer mit diesem dicht verbundenen von der Magnetwicklung umgebenen hohlen Hülse zur Aufnahme eines unter Federdruck stehenden Magnetankerträgers, der in sich ein ebenfalls unter Federdruck stehendes Verschlußteil für die Ein- oder Auslassöffnungen aufnimmt und zwischen seiner Ober- und Unterseite Verbindungskanäle aufweist.

Solche Ventile in stopfbuchsenloser Ausführung, das heißt ohne Betätigungsdurchführung nach außen, werden infolge ihrer dichten Kapselung vorzugsweise in kerntechnischen Anlagen eingesetzt. Zu den Anforderungen, die an die Dichtigkeit gestellt werden müssen, treten weitere Forderungen nach Strahlenbeständigkeit und nach Korrosionssicherheit. In Wiederaufarbeitungsanlagen für bestrahlte Kernbrennstoffe eingesetzte Ventile müssen säurefest sein und darüber hinaus bei Schmutzunempfindlichkeit eine hohe Betriebssicherheit über lange Zeit gewährleisten. Ein für diese Zwecke geeignetes

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Ventil ist in der deutschen Patentanmeldung P 22 25 689.4-12 κ> beschrieben. Bei den herkömmlichen Ventilen sind die Bedingungen jedoch schlecht erfüllbar, da die zwangsläufig durch den Druckausgleich mit dem abzusperrenden Medium in Berührung kommenden Kerne aus ferritischem Material sich z.B. in hochkonzentrierter Salpetersäure auflösen. Ein Übergang auf säurefeste Kernmaterialien ist nicht möglich, da einerseits säurefeste, austenitische Materialien nicht magnetisierbar sind und andererseits, ferritische, jedoch hochlegierte korrosionsfeste Stähle bei häufiger Schaltung einen Aufmagnetisierungseffekt zeigen können, der die Funktionssicherheit des Ventiles beeinträchtigen könnte. Um somit ein Hängenbleiben der Ventilmagnete mit Sicherheit zu verhindern, sind, von den magnetischen Eigenschaften her gesehen, ferritische Weicheisenkerne erforderlich, da die sich in hochradioaktiven Anlagen in Betrieb befindlichen Ventile nur sehr schwer und mit großem Aufwand austauschen lassen.

Weitere Magnetventile zum Stand der Technik sind in der Hauptanmeldung P 22 25 689.J[-12 beschrieben und gewürdigt.

Die hier vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe, ein Ventil gemäß der Hauptanmeldung zu verbessern, welches wie dieses ebenfalls beim Einsatz in stark korrosiven Medien, wie hochkonzentrierter Salpetersäure hinreichend beständig ist und dabei eine einfachere und billigere Herstellungsmöglichkeit erlaubt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabenstellung besteht bei einem Ventil der eingangs beschriebenen Art,darin, daß der Magnetankerträger die Form eines Doppelnapfes aus korrosionsfestem Werkstoff mit zwei Räumen aufweist, in dessen einem, dem Ventilraum abgewendeten und völlig abgekapselten Raum sich der Magnetanker befindet, und daß in dem anderen Raum des Magnetankerträgers am Innenrand der Öffnung als Schließelement ein ebenfalls korrosionsfestes Plättchen angeordnet ist, welches mittels einer korrosionsfesten Feder von innen gegen die zur Halterung eingewalzte Napfwand gedruckt wird und Verbindungsöffnungen von dem Raum hinter dem Plättchen durch die Napfwand zum Ventilraum hin vorhanden sind. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin,

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daß die Verbindung zwischen der Ober- und Unterseite des Magnetankerträgers durch eine Längsbohrung des Ankers gebildet wird, wobei der Magnetanker in seinem Träger von einem korrosionsfesten Rohr durchsetzt ist, dessen Wandung mit dem Magnetankertrager dicht verbunden ist und das den anderen Raum des Magnetankerträgers mit den Innenraumteil der Hülse außerhalb des Magnetankerträgers verbindet. Bei einem Ventil dieser Bauart können in vorteilhafter Weise das Ventilgehäuse, die Hülse und der Magnetankerträger, dessen Deckel und das Rohr aus säurefestem Material, der gekapselte Magnetkern jedoch aus Magnetwerkstoff, vorzugsweise Weicheisen bestehen. Das eigentliche Dichteelement bei diesem Ventil wird vorteilhafterweise aus einem synthetischen Rubinplättchen gefertigt. Diese Ventilbauart gestattet es, den eigentlichen Magnetankerkern völlig mit säurefestem Material zu kapseln, wobei die magnetischen Eigenschaften eines stopfbuchsenlosen Magnetventils erhalten bleiben und das Ventil mit dem zu schaltenden, korrosiven Medium völlig geflutet werden kann.

Der Druckausgleich beim Schalten des Magnetes zwischen Ober- und Unterseite erfolgt dabei in vorteilhafter Weise durch das, den Magnetankerträger und den Magnetkern durchsetzende Rohr, welches ebenfalls aus säurefestem Material wie der Träger gefertigt ist. Die Figur zeigt im Querschnitt das Ventilkörpergehäuse 1, das an seiner Oberseite mit der hohlen Hülse 2 dicht verschraubt ist. Ventilgehäuse 1 und Hülse 2 schließen einen Ventilraum 7 ein, der über den Ventilsitz 8 und die Einlauföffnung 9 mit den Zu- bzw. Ablauföffnungen 5 und 6 in Verbindung steht. Der obere Teil der Hülse 2 ist durch eine Zwischenwand 10 abgedichtet, über welcher sich der vom Ventilraum 7, bzw. dem zu schaltenden Medium getrennten Hülsenkern 11 befindet. Der Hülsenkern 11 bildet einen Teil des Schalt- . magnetes. Außerhalb der Hülse 2 ist um diese herum die nicht dargestellte Wicklung zur Erzeugung des magnetischen Feldes angeordnet. Im Innenraum der Hülse 2, der einer kreiszylindrischen Bohrung entspricht, gleitet mit geringem Spiel der ebenfalls krei'szylindrische Magnetankerträger 3. Dieser weist die Form eines Doppelnapfes mit zwei Räumen 12 .und 13 auf. In den nach außen durch den Deckel 14 gekapselten oberen Raum 12 des Trägers 3 ist der Magnetanker 4 angeordnet. Der Magnetanker 4 wird von einer Bohrung 15 durchsetzt, die den unteren Napf-

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raum 13 mit dem oberen Teil 18 des Ventilraumes 7 verbindet. Die Bohrung 15 ist gegenüber dem Magnetanker 4 durch das Rohr 16 abgekapselt, welches mit dem Deckel 14 und der Napfzwischenwand 17 dicht verschweißt ist. Durch diese Bohrung 15 entsteht somit eine Verbindung von Ober- zur Unterseite des Magnetes, der jedoch nicht mit den zu schaltenden Medium in Berührung kommen kann. Der untere Teil des Trägers 3 trägt eine Nase 19, durch welche sich der Träger 3 an der Hülse 2 mittels der Schraubenfeder 20 abstützt. Dadurch wird der Träger 3 ständig gegen den Ventilsitz 8 angedrückt. Das Verschlußteil besteht aus einem Plättchen 21, das sich durch die Feder 22 an der Zwischenwand 17 abstützt. Am Herausrutschen aus dem Raum 13 wird das Plättchen 21 durch die eingewalzte untere Napfwand 23 gehindert. Das Plättchen 21 wird mittels der beiden Federn 20 und 22 auf den Ventilsitz 8 des Ablaufes 6 gedrückt und kann sich durch seine freifedernde Ausführung diese gut anpassen. Am Plättchen 21 ist noch ein- Bund 25 angebracht, der das Plättchen 21 am Verrutschen gegenüber der Feder 22 hindert.

Um einen rascheren Druckausgleich beim Bewegen des Trägers 3 zwischen den Räumen 7 und 18 über die Bohrung 15 sicherzustellen, ist die Wandung des unteren Napfraumes 13 mit der Bohrung 24 versehen, durch welche das zu schaltende Medium im Raum 7 nach oben abströmen kann.

Bei dem beschriebenen Ventil sind alle Teile bis auf den Magnetanker 4 aus säurefestem Material, z.B. außer dem Plättchen 21 aus dem Werkstoff Nr, 4541 gefertigt. Der völlig gekapselte Anker 4 kann aus ferritischen Weicheisen bestehen und nur nach den magnetischen Eigenschaften ausgelegt werden. Für das Plättchen 21 ist synthetischer Rubin als Werkstoff vorgesehen, der als Abdichtungswerkstoff auf Stahl für seine hohe Lebensdauer und seine geringe Verschleißanfälligkeit bei aggressiven Medien bekannt ist. Die freifedernde Anpressung des Plättchens ist zur genauen Zentrierung des Ventilsitzes notwendig. Der Durchmesser der Bohrung 15 kann etwa 2 - 5 mm bei einem Durchmesser von ca. 15 mm der Hülse 2 betragen. Einen entsprechenden bzw. größeren Querschnitt weist auch die Öffnung 24 auf, sowie der Ringraum'zwischen der Nase 19 und der Begrenzungswand des Innenraumes 7 an der Hülse 2. Dadurch ist genü-

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gend freier Ströraungsquerschnitt vorhanden, so daß ein MedientauBch zwischen den Räumen 7 und 18 auch durch Verschmutzung nicht behindert wird. Auch kleinere Festkörper können dabei hin und her wandern, ohne den Ventilkörper zu blockieren. Der besondere Vorteil des hier vorliegenden Magnetventiles besteht darin, daß das als Schließelement verwendete Plättchen billiger als anders geformte Elemente herstellbar ist und seine glatte bzw. ebene Dichtfläche einfach zu schleifen ist.

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Claims (4)

1. GESELLSCHAFT FÜR
   KERNFORSCHUNG MBH

   Patentansprüche;

   f 1.)Stopfbuchsenloses Magnetventil für aggressive Medien, gemäß der Patentanmeldung P 22 25 689.i(-12, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit dem Ventilraum und einer mit diesem dicht verbundenen, von der Magnetentwicklung umgebenen hohlen Hülse zur Aufnahme eines unter Federdruck stehenden Magnetankertragers, der in sich ein ebenfalls unter Federdruck stehendes Verschlußteil für die Ein- oder. Auslaßöffnungen aufnimmt und zwischen seiner Ober- und Unterseite Verbindungskanäle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetankerträger (3) die Form eines Doppelnapfes aus korrosionsfestem Werkstoff mit zwei Räumen (12, 13) aufweist, in dessen einem, dem Ventilraum (7) abgewendeten und völlig abgekapselten Raum (12) sich der Magnetanker (4) befindet, und daß in dem anderen Raum (13) des Magnetankertragers (3) am Innenrand der Öffnung als Schließelement ein ebenfalls korrosionsfestes Plättchen (21) angeordnet ist, welches mittels einer korrosionsfesten Feder (22) von innen gegen die eingewalzte Napfwand (23) gedruckt wird und Verbindungsöffnungen (24) von dem Raum (13) hinter dem Plättchen (21) durch die Napfwand zum Raum (7) hin vorhanden sind.
2. 2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Ober- und Unterseite des Magnetankertragers (3) durch eine Längsbohrung (15) des Ankers (4) gebildet wird, wobei der Magnetanker · (4) in seinem Träger (3) von einem korrosionsfesten Rohr (16) durchsetzt ist, dessen Wandung mit dem Magnetankerträger (3) dicht verbunden ist und das den anderen Raum (13) des Magnetankertragers (3) mit dem Innenraumteil (18) der Hülse (2) außerhalb des Magnetankertragers (3) verbindet.
3. 3. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1), die Hülse (2), der Magnetankerträger (3), dessen Deckel (14) und das Rphr (16) aus säurefestem Material, der gekapselten Magnetanker (4) jedoch aus Magnetwerkstoff, vorzugsweise Weicheisen, bestehen.

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4. 4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (21) aus Rubin besteht.

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