DE2626045A1 - Schleusenventil - Google Patents

Description

betreffend
Schleusenventil.

Die Erfindung betrifft ein Schleusenventil, das absolut dicht sowohl nach aussen wie zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlußkörper ist.

Derartige Ventile kommen in speziellen Fällen wie bei Urananreichungsanlagen und bei der Gasdiffusion zur Anwendung, wo die Dichtheit aus selbstverständlichen Sicherheitsgründen absolut gewährleistet sein muss.

Bisher wurde eine derartige Dichtheit entweder mit Hilfe eines Doppelverschluss-Durchgangsventil gemäss der FR-PS 1 492 082 oder mit Hilfe eines Drosselklappenventils erzielt, bei dem eine weiche Dichtung zwischen dem Verschlusskörper und dem Sitz vorgesehen ist.

Bei der erstgenannten Lösung ergeben sich Beschränkungen hinsichtlich der Ventilgrösse, da eine ausreichende Dichtheit nur für durchschnittlich grosse Ventile, nicht jedoch für grössere Ventile gewährleistet werden kann.

Ferner erfordert diese bekannte Abdichtungseinrichtung ein höheren Aufwand, weil eine zweifache Abdichtung erforderlich ist.

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Bei der zweiten Lösung ist zusätzlich zu der verringerten Wirksamkeit der Dichtheit festzustellen, dass eine dichte Abdichtung wegen des Verschleisses des Dichtungsringes während des Betriebs nicht auf Dauer, sondern nur zeitlich begrenzt gewährleistet werden kann.

Im Rahmen der Erfindung ist ein Abdichtungssystem vorgesehen, das weniger sperrig und billiger als die bekannten Einridatungen ist und andere beachtliche Vorteile bietet, wie beispielsweise einen dichten Abschluss nach aussen sowie zwischen dem Sitz und dem Verschlusskörper, wobei die mit dem Massenspektrometer zu messende Dichtheit in der Grössenordnung von 10 bis 10 lusecs (ein lusec entspricht einer Leckmenge von 1 1 Helium pro Sekunde bei einer Druckdifferenz von 0,001 Torr) beträgt'.

Die .Dichtheit bezieht sich auf ein Ventil mit einem grossen Durchmesser der 3 m erreichen kann, und sie erweist sich als noch besser bei Ventilen mit einem kleinen oder mittleren Durchmesser (von 400 bis 1000 mm).

Die absolute Dichtheit der Verschlußscheibe wird mittels eines Rades mit vorspringenden Armen oder Speichen erzielt, die am Umfang des Rades verteilt angeordnet und fest mit dem Rad verbunden sind. Memo, die Verschlußscheibe in Schließstellung gebracht ist und am Sitz anliegt, wird das Speichenrad um seine eigene senkrechte Achse gedreht, wobei die Enden der vorspringenden Speichen unter geneigte Flächen verkeilt werden, die fest mit dem Ventilgehäuse verbunden sind. Dadurch wird das Rad niedergedrückt und werden an der Verschlußscheibe angeordnete Tellerfedern gespannt. Die Reaktionskraft der gespannten Federn wirkt auf die Verschlußscheibe und damit auch auf den Dichtungsring.

Die umgekehrten Bewegungsvorgänge spielen sich beim Öffnen der Verschlußscheibe ab, nämlich zunächst wird das Rad gedreht, um die Speichenenden ausser Eingriff mit den geneigten

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Keilflächen zu bringen, und darauf wird die Verschlußscheibe um ihre waagerechte Achse aufgeschwenkt.

Die Schliessbewegung der Scheibe und die nachfolgende Drehung des Rades mit den vorspringenden Speichen bzw. die umgekehrten Bewegungsvorgänge zum Öffnen der Verschlußscheibe werden durch einen einzelnen Servomotor erzielt, der auf eine nachfolgend beschriebene Einrichtung einwirkt, die über eine einzige translatorische Bewegung zwei Drehungen um zueinander senkrechten Achsen auslöst.

Das Ventilgehäuse ist so gestaltet, dass sich bei voll geöffnetem Verschlusskörper ein niedriger Druckabfall ergibt und die bewegbaren Teile leicht während der üblichen Wartungsund Inä'tandhaltungsarbeiten entfernt werden können, ohne dass das Ventil aus der Rohrleitung ausgebaut werden muss.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt das Schleusenventil mit einem elektrischen Servomotor. Der Verschlusskörper 1 wird um eine Welle 2 zwischen der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung und der gestrichelt angedeuteten Öffnungsstellung 3 geschwenkt.

Fig. 2 zeigt das Schleusenventil in einem Querschnitt, wobei der Verschlusskörper 1 sich zwar in der Schließstellung befindet, jedoch noch keine absolute Dichtheit zwischen der Zulaufseite und der Ablaufseite gegeben ist.

Diese Dichtheit wird erst durch weiteres Herunterdrücken des kurzen Verbindungszapfens 4 und damit des Stiftes 5 erzielt. Der Stift 5 ist einstückig an dem die vorspringenden Speichen aufweisenden Rad 6 angeordnet, das beim Drehen um seine Achse die Speichenenden mit Keilwirkung unter die geneigten Keilflächen 8 führt, die einstückig am Ventilgehäuse vorgesehen sind.

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Die Neigung der Keilflächen führt dazu, dass das Speichenrad 6 axial vorbewegt wird und Sätze von Tellerfedern 9 zusammendrückt, wodurch eine entsprechende Reaktionskraft auf den Verschlusskörper 1 und damit auf den Dichtungsring 10 übertragen wird.

Auf diese Weise wird mit einer vergleichsweise kleinen Kraft, wie sie von einem Servomotor ausgeübt wird, eine grosse Kraft auf den Verschlusskörper aufgebracht, was eine ausreichende Dichtheit gewährleistet.

Zum Öffnen des Ventils zieht der Servomotor den Verbindungszapfen 4 aufwärts, bis die Enden der Speichen 7 von den Keilflächen 8 freigegeben sind. In dieser Hubphase findet keine Verschwenkung des Verschlusskörpers bzw. der Verschlußscheibe·¹ 1 um die Welle 2 statt, weil in die Antriebsverbindung zwischen dem Verbindungszapfen 4 und dem Verschlusskörperarm 11 der Hebel 12 eingeschaltet ist. Wenn in der Hubphase zum Zurückziehen der Speichen 7 von den Keilflächen 8 der Verbindungszapfen 4 längs eines Kreisbogens um den Gelenkzapfen 13 des Hebels 12 geführt wird, verlagert sich der Gelenkzapfen 13 nicht, so dass der Schwenkarm 11 der Verschlußscheibe 1 sich nicht dreht. Dementsprechend verharrt der Verschlusskörper 1 während dieser ersten Hubphase im Stillstand.

Bei fortgesetzter Aufwärtsbewegung des VerbindungsZapfens 4 in den entsprechend geformten Führungen 14 wird der Verschlusskörper 1 jedoch um die Welle 2 in die Öffnungsstellung verschwenkt, während sich das Speichenrad 6 nicht mehr dreht.

Durch eine geeignete Führung des mit dem Kolben 15 der Servoreinrichtung verbundenen Verbindungszapfens 4 wird daher die Möglichkeit geschaffen, zwei Drehvorgänge um zueinander senkrechte Achsen, nämlich die Welle 2 des Verschlusskörpers 1 und die Drehachse des Speichenrades 6, auszulösen, wodurch eine grosse Krqft zur Erzielung der Abdichtung zur Verfügung steht.

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Claims (5)

Patent an spriiche

1. Schleusenventil mit vollständiger Abdichtung nach aussen und zwischen dem Verschlusskörper und dem Ventilsitz, dadurch gekennzeichnet , dass dem Verschlusskörper (1) ein Rad (6) mit radial vorspringenden Speichen zugeordnet ist, deren Enden durch Drehen des Rades (6) um seine senkrechte Achse mit geneigten Keilflächen (8) verkeilbar sind, die fest mit dem Ventilgehäuse verbunden sind, und dass am Verschlusskörper (1) Sätze von Tellerfedern (9) angeordnet sind, welche die Keilkräfte vorn Speichenrad (6) auf den Verschlusskörper (1) und damit auf den Dichtungsring (10) am Ventilsitz übertragen.

2. Schleusenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verlagern des Verschlusskörpers (1) aus der Öffnungsstellung (3) in die Schließstellung und zum nachfolgenden Drehen des Speichenrades (6) ein einziger Servomotor vorgesehen ist, der über eine Antriebseinrichtung (4, 5 und 11 bis 14) eine translatorische Bewegung in eine Schwenkbewegung des Verschlusskörpers (1) um die Schwenkachse (2) und in eine Drehung des Speichenrades (6) um seine zur Schwenkachse (2) des Verschlusskörpers (1) senkrechte Drehachse auslöst.

3. Schleusenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Antriebseinrichtung (4, 5 und 11 bis 14)so ausgebildet ist, dass mit Hilfe des einzigen Servomotors das Speichenrad (6) auch entgegengesetzt drehbar und der Verschlusskörper (1) in die Öffnungsstellung (3) aufschwenkbar ist.

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4. Schleusenventil nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , dass die Antriebseinrichtung (4, 5 und 11 bis 14) so ausgebildet ist, dass die vom translatorisch bewegten Antriebsglied (15) ausgelösten Drehbewegungen einzeln in Phasen nacheinander erfolgen, derart, dass nach dem Zuschwenken des Verschlusskörpers (1) das Speichenrad (6) gedreht bzw. vor dem Aufschwenken des Verschlusskör— pers (1) das Speichenrad (6) zurückgedreht wird.

5. Schleusenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Verschlusskörper (1) mit dem Speichenrad (6) in eine voll geöffnete Stellung (3) aufschwenkbar ist, wobei die bewegten Ventilteile und Antriebsteile ohne Ausbau des Ventils entfernbar sind. '

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