DE8705255U1 - Shut-off device for ceramic-lined pipelines for high-temperature molten liquids - Google Patents

Description

Absperrvorrichtung für mit Keramik ausgekleidete Rohrleitungen für Schmelzflüssigkeiten hoher TemperaturenShut-off device for ceramic-lined pipelines for high-temperature molten liquids

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Absperrvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present innovation relates to a shut-off device according to the preamble of claim 1.

Bei Schmelzversuchen sollen aluminothermische Reaktionsgemische von ca- 3000°C und 25 bar Druck, wie z.B. Thermit mit Geschwindigkeiten von uncjefähr 20 m/sec. vo;t unten in einen Behälter mic flüssigem Natrium initiiert werden. Zur genauen Mengendosierung und zeitlich exakten Steuerung des Injektionsvorganges werden entsprechende Absperrorgane benötigt.In melting tests, aluminothermic reaction mixtures of approx. 3000°C and 25 bar pressure, such as thermite, are to be injected into a container with liquid sodium at speeds of approximately 20 m/sec. Appropriate shut-off devices are required for precise metering of quantities and precise timing of the injection process.

Die vorliegende Neuerung hat zur Aufgabe, eine Absperrvorrichtung anzugeben, die für diese Bedingungen geeignet ist, und die nach dem Durchfluß der Schmelzflüssigkeit dicht abschließt, ein Eindringen von flüssigem Natrium in das Gefäß der Schmelze zu verhindern.The purpose of this innovation is to provide a shut-off device that is suitable for these conditions and that seals tightly after the melting liquid has flowed through, preventing liquid sodium from penetrating the melting vessel.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Neuerung die Merkmale vor, die im Kennzeichen des Anspruches 1 und in einer vorteilhaften Ausgestaltung im Kennzeichen des Anspruchs angeueben sind.To solve this problem, the present innovation proposes the features which are specified in the characterising part of claim 1 and in an advantageous embodiment in the characterising part of the claim.

Zur Beherrschung der hohen Temperaturen werden alle Teile, die mit der 3000°C heißen Schmelzflüssigkeit in Berührung kommen mit einer Keramikauskleidung aus Aluminiumoxyd (AL₂O₃) ausgerüstet. Wegen der Dichtungsprobleme, sowohl im Schieber, als auch vom Schieber nach außen, werden wenig bewegte Teile benutzt. Das Gehäuse ist kompakt und einfach ausgeführt, damit bei Temperaturbeanspruchunq kein Verzug im Gehäuse auftritt. Alle Metallteile des Schiebes sind wiederverwendbar ohne Nachbearbeitung* Nach dem EinsatzTo cope with the high temperatures, all parts that come into contact with the 3000°C hot melt are fitted with a ceramic lining made of aluminum oxide (AL ₂ O ₃ ). Due to the sealing problems, both in the slide and from the slide to the outside, few moving parts are used. The housing is compact and simple so that no distortion occurs in the housing under temperature stress. All metal parts of the slide are reusable without reworking* After use

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müssen die Ketfamikteile ersetzt werden» Die neüefüngsgeinäße Absperrvorrichtung gestattet in vorteilhafter Weise somit ein Initiieren öchmeizfiüssiger Materialien von unten öder in einer anderen Richtung in ein Gefäß z»B» in ein Natrium enthaltendes Gefäß» Dabei sind die zu initiierenden Mengen genau dosierbar und zeitlich in kurzer Zeit einzubringen»the ketfamic parts must be replaced» The new shut-off device advantageously allows for the initiation of molten materials from below or in another direction into a vessel, e.g. into a vessel containing sodium» The quantities to be initiated can be precisely dosed and introduced in a short time»

Weitere Einzelheiten der Neuerung werden im folgenden anhand der Figuren l und 2 näher erläutert:Further details of the innovation are explained below using Figures 1 and 2:

Die Figur 1 zeigt die Absperrvorrichtung im Querschnitt und dieFigure 1 shows the shut-off device in cross section and the

Figur 2 einen Schnitt durch die Figur 1 entlang der Linie AB.Figure 2 is a section through Figure 1 along the line AB.

Wie aus der Figur 1 hervorgeht, ist das Schiebergehäuse 1 in die Leitung 3 eingeflanscht, in der die abzusperrende Schmelzflüssigkeit wie z.B. aluminothermische Reaktionsgemische strömt. Das Schiebergehäuse 1 besteht aus einem massiven Stahlblock. Der Führungsflansch auf der Antriebseite 2 besitzt ein Innengewinde zum Anschluß eines nicht mehr dargestellten Beschleunigungsgerates, wie es über eine Schubstange 4 mit dem beweglichen Schieber bzw. seinem Grundkörper 5 verbunden ist. Der Führungsflansch 6 auf der Gegenseite besitzt auf der Innenseite Dämpfungselemente zum Abbremsen des Schiebers und zur Aufnahme der kinetischen Energie. Eine Kolbenstange 7 führt vom Schieber nach außen. Sie übernimmt sowohl die Führung als auch eine Sperrfunktion, die ein Zurückfedern des Schiebers nach dem Aufprall auf die Dämpfürigselemente verhindert. Der Schieber ist mit AL₃O₃ Keramikplatten 8 zur Ein- und Ausflußseite der Schmelzflüssigkeit hin auf später näher erläuterter Weise ausgekleidet. Diese Keramikplatten 8 gleiten auf Dichtflächen 10 der Anschlußbuchsen 9, ebenfalls aus Keramik. Die obere der Buchsen 9 wird durch Federelemente 14 mit denAs can be seen from Figure 1, the slide valve housing 1 is flanged into the line 3, in which the molten liquid to be shut off, such as aluminothermic reaction mixtures, flows. The slide valve housing 1 consists of a solid steel block. The guide flange on the drive side 2 has an internal thread for connecting an acceleration device (no longer shown), which is connected to the movable slide or its base body 5 via a push rod 4. The guide flange 6 on the opposite side has damping elements on the inside for braking the slide and absorbing the kinetic energy. A piston rod 7 leads from the slide to the outside. It takes on both the guide and a locking function, which prevents the slide from springing back after impact with the damping elements. The slide valve is lined with AL ₃ O ₃ ceramic plates 8 on the inlet and outlet sides of the molten liquid, in a manner explained in more detail later. These ceramic plates 8 slide on sealing surfaces 10 of the connection sockets 9, also made of ceramic. The upper socket 9 is connected to the

Dichtflachen 10 auf die Platte 8 gepreßt* Zum Änsöhlüß an ein Schmelzgefäß zur Erzeugung der alümihothefmischen Schmelze und an weiteren Versuchseinrichtungen dienen die Flansche Ü und &Idigr;2 < Eine isolierende Äüsgkieidung der Flan*-¹ sehe il und 12 erfolgt mittels der Keramikbuchsen 13 *Sealing surfaces 10 pressed onto the plate 8* The flanges Ü and &Idigr;2 are used for attachment to a melting vessel for producing the aluminum hot melt and to other test facilities. An insulating coating of the flanges ¹¹ and 12 is carried out by means of the ceramic bushings 13 *

Die Figur 2 zeigt nun die besondere Ausbildung des Schiebergrundkörpers 5 in vergrößerter Darstellung, im oberen Teil die Schieberöffnung in der unteren Hälfte den tJi-v T I ar\ rpö-&idigr; T rl ä ca &Pgr;&ngr;*&tgr;&eegr;#4&idiagr;&tgr;&Lgr;>·»-*&ogr;-&ngr;·&agr; K n-i ** Cr«V» ·! äVx Figure 2 now shows the special design of the slider body 5 in an enlarged view, in the upper part the slider opening in the lower half the tJi-v TI ar\ rpö-&idigr; T rl ä ca &Pgr;&ngr;*&tgr;&eegr;#4&idiagr;&tgr;&Lgr;>·»-*&ogr;-&ngr;·&agr; K ni ** Cr«V» ·! äVx

im Schiebergrundkorper 5 seitlich in Bezug auf dessen Bewe·- gungsrichtung 16 versetzt angeordnet und durchdringt die Keramikplatten 8* Der Schiebergrundkorper 5 ist in seiner Bewegungsrichtung 16 gesehen in Form eines doppelten T-Pro-^ files ausgebildet (siehe Figur 2) , in dessen oberer und un-^ terer Aussparungen 17 die Keramikplatten 8 so eingelassen sind, daß Sie etwas über die Ober- und Unterfläche 18 hinausragen. Der Grundkörper 15 ist an seinen Enden weiterhin so ausgebildet, daß auch die vorderen und hinteren Stirnflächen 19 der Keramikplatten 8 formschlüssig eingelassen sind. Die Platten 8 werden dabei zur Befestigung verklebt. Wird nun der Schieberkörper 5 mittels der Kolbenstange 4 bewegt, so gleiten die Oberflächen der Keramikplatten 8 auf den Dichtflächen 10 bis die Schieberöffnung 15 mit der Leitung 3 fluchtet, der Schieber ist geöffnet. Die Schließbewegung erfolgt umgekehrt, danach dichten die glatten Oberflächen der Keramikplatten 10 den freien Druchgang der Leitung 3 ab.in the slider base body 5, laterally offset in relation to its direction of movement 16 and penetrates the ceramic plates 8* The slider base body 5 is designed in the form of a double T-profile in its direction of movement 16 (see Figure 2), in whose upper and lower recesses 17 the ceramic plates 8 are embedded so that they protrude slightly over the upper and lower surfaces 18. The base body 15 is also designed at its ends so that the front and rear end faces 19 of the ceramic plates 8 are also embedded in a form-fitting manner. The plates 8 are glued together for fastening. If the slider body 5 is now moved by means of the piston rod 4, the surfaces of the ceramic plates 8 slide on the sealing surfaces 10 until the slider opening 15 is aligned with the line 3, the slider is opened. The closing movement occurs in reverse, after which the smooth surfaces of the ceramic plates 10 seal the free passage of the line 3.

BezugszieichenlisteiReference list

1 Gründkörpeif1 green body

2 Führungsflansch2 Guide flange

3 Leitung3 Line

4 Schubstange . . .&ldquor;4 push rod . . .&rdquor;

5 Schiebergrtiridkörrmr5 slider grit core

6 Führungsflansch6 Guide flange

7 Kolbenstange7 Piston rod

8 Keramikplatten8 ceramic plates

9 Anschlußbuchse9 Connection socket

10 Dichtflächen10 sealing surfaces

11 Flansch11 Flange

12 Flansch12 Flange

13 Keramikbuchsen13 ceramic bushings

14 Tellerfedern14 disc springs

15 Schieberöffnung15 Slide opening

16 Bewegungrichtung16 Direction of movement

17 Aussparungen17 recesses

18 Ober- und Unterfläche18 Top and bottom surface

19 Stirnflächen19 Front surfaces

Claims (2)

Kernforschungs&zgr;entrum Karlsruhe, den 06.04.1987 Karlsruhe GmbH PLA 8721 Sdt/be ANR: 1 002 597 Schutzansprüche:Nuclear Research Center Karlsruhe, 06.04.1987 Karlsruhe GmbH PLA 8721 Sdt/be ANR: 1 002 597 Protection claims: 1. Sperrvorrichtung für mit Keramik ausgekleidete Rohrleitungen für Schmelzflüssigkeiten hoher Temperatur, wie z.B. aluminothermische Reaktionsgemische von 3000⁰C und 25 bar Druck mit einem Schiebergehäuse und darin zwischen ebenen Dichtflächen beweglichem Schieber zum Absperren des Durchlasses, an welchem Schubstangen befestigt sind, die die Schieberbewegung von dem Antriebsmechanismus übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebergrundkörper (5) in Schließri-htung gesehen - in seiner Mitte die Form eines doppelten 7-Profiles besitzt, in dessen oberer und unterer Aussparung (17) Keramikplatten (8) eingeklebt sind, die über die Ober- und Unterfläche (18) des Grundkörpers (5) hinausragen, wobei die Schieberöffnung (15) GrunJ.körper (5) und Keramikplatten (8) seitlich versetzt durchdringt und die Keramikplatten (8) auch an ihren vorderen und hinteren Stirnflächen (19) formschlüssig in den Grundkörper (5) eingelassen sind.1. Locking device for ceramic-lined pipelines for molten liquids at high temperatures, such as aluminothermic reaction mixtures at 3000 ^° C and 25 bar pressure, with a slide housing and a slide movable therein between flat sealing surfaces for blocking the passage, to which push rods are attached which transmit the slide movement from the drive mechanism, characterized in that the slide base body (5) - seen in the closing direction - has the shape of a double 7-profile in its middle, in the upper and lower recesses (17) of which ceramic plates (8) are glued, which protrude beyond the upper and lower surfaces (18) of the base body (5), the slide opening (15) penetrating the base body (5) and the ceramic plates (8) in a laterally offset manner and the ceramic plates (8) are also recessed into the base body (5) in a form-fitting manner on their front and rear end faces (19). 2. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schieberoffnung (±5) des Schiebergrundkorpers (5) zwischen den Keramikplatten (8) eine ringförmige Keramikauskleidung (13) eingesetzt ist.2. Shut-off device according to claim 1, characterized in that an annular ceramic lining (13) is inserted into the slide opening (±5) of the slide base body (5) between the ceramic plates (8). IMI Il MIIMMIMI Il MIIMM I M IHI IMI M IHI IM < < I I< < I I IiII · ■· ■ IM il III l»(IM il III l»(