DE1282405B - Fernausloesbares Ventil zur Steuerung von pneumatischen oder hydraulischen Schaltorganen, insbesondere von Regel- und Abschaltstaeben in Kernreaktoren - 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (3)

1. 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.
2. 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.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1713 402, 2 721571.