DE2423752C3

DE2423752C3 - Valve for the mechanical shut-off of a pipe used to insert a test probe

Info

Publication number: DE2423752C3
Application number: DE19742423752
Authority: DE
Inventors: Donald Frederick Simsbury Conn. Uecker (V.St.A.)
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1974-05-16
Publication date: 1976-06-24

Description

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Die Hrfindiing betrifft ein Ventil zum mechanischen Absperren eines in einen abgeschlossenen Raum hin- so einragenden geschlossenen Rohrs zum Hinführen einer Prüfsonde, insbesondere für Atomreaktoren. Da sich bei einem geschlossenen, zum Hinführen einer Prüfsonde dienenden Rohr, das sich beispielsweise in einen Atomreaktor hincinerstreekt, undichte Stellen cntwikkein können, ist es unbedingt erforderlich, den Innenraum des geschlossenen Rohrs gegenüber der Atmosphäre durch ein Ventil mechanisch abzusperren. Bei den bisher verwendeten Ventilen handelte es sich um solche, deren Verschlußstück durch eine Bedienungsperson aus der Schließstellung heraus in eine geöffnete Lage bewegt werden muß. in der das Hinführen der Sonde möglich ist. Dies macht es jedoch erforderlich, daß das Ventil nach dem Hntfernen der Sonde wieder von einer Bedienungsperson zu schließen ist, was in einigen Hüllen auf Schwierigkeiten stößt, da diese Ventile häufig, insbesondere bei Atomreaktoren, an unzugänglichen Stellen angeordnet sind. Hs sind bereits Ventile bekannt, die als Verschlußstück eine Kugel umfassen. Bei diesen bekannten Ventilen erfolg, das Schließen jedoch dadurch, daß die Kugel durch Schwerkraft auf ihren Sitz zurückgeführt wird. Da jedoch ein Ventil /um mechanischen Absperren eines zum Einführen einer Prüfsonde dienenden Rohrs auch oberhalb des Rohrs angeordnet sein muß. kann eine durch Schwerkraft auf den Ventilsitz gelangende Kugel nicht als Verschlußstück verwendet werden.The hearing concerns a valve for mechanical Block one in a locked room protruding closed tube for leading a test probe, especially for nuclear reactors. That I in the case of a closed one, for introducing a test probe serving pipe that extends into a nuclear reactor, for example, does not open any leaks it is imperative to use the interior mechanically shut off the closed pipe from the atmosphere by means of a valve. at the valves previously used were those whose closure piece was operated by an operator must be moved out of the closed position into an open position. in which the introduction of the Probe is possible. However, this makes it necessary to re-open the valve after removing the probe to be concluded by an operator is what is in some envelopes encounter difficulties because these valves are often, especially in nuclear reactors, inaccessible Places are arranged. Hs valves are already known which comprise a ball as a locking piece. In these known valves success, however, the closing by the fact that the ball through Gravity is returned to their seat. However, since a valve / to mechanically shut off a pipe used to insert a test probe must be arranged above the pipe. a ball that gets onto the valve seat due to gravity cannot be used as a closure piece.

Es sind auch Ventile bekannt, bei denen in die kugel ein permanenter Magnet eingebracht ist. der mn einem oberhalb der Kugel angeordneten permanenten Magneten zusammenwirkt, wobei die Polarität der einander zugewandten Enden der permanenten Magneten so gewählt ist daß ein Abstoßen erfolgt. Auf diese Weise wirkt zusätzlich zur Schwerkraft eine weitere Kraft in Schließrichtung auf die Kugel ein. Schließlich sind Ventile bekannt bei denen zusätzlich zum Verschlußstück eine Veniilkugel vorgesehen ist, die bei Zerstörung oder Ausbau des Vcrschluß.vtücks durch die Kraft des abzusperrenden Mediums gegen einen Ventilsitz gepreßt wird, um den Austritt dieses Mediums zu verhindern Es ind auch Ventile bekannt, bei denen das kugel förmig gestaltete Verschlußstück gegen die Krall des abzusperrenden Mediums durch den Ventilkorper hm durch mit einem Stößel vom Ventilsitz abgehoben wird. um den Ausfluß des Mediums zu ermöglichen, iiei diesem bekannten Ventil ist das kugelförmig gestaltete Verschlußstück dadurch unverlierbar mit dem Ventilkörper verbunden, daß von diesem vorspringende, miteinander fluchtende Zapfen über Hedern am Ventilkorper angebracht sind. Beim Einführen des Stoßeis in das Ventil zu dessen Öffnung wird das Verschlußstück entgegen der Kraft des abzusperrenden Mediums und entgegen der Kraft der Verbindungsfedern vom Ventilsitz abgehoben und durch den Stößel seitwärts bewegt. Dieses bekannte Ventil weist jedoch den Nachteil auf. daß das Rückbewegen der Kugel durch Hederkraft auf den Ventilsitz nur dann erfolgen kann, wenn die Kugel nicht über einen bestimmten Bereich hinaus vom Stößel bewegt wird. Erfolgt eine Bewegung über diesen Bereich hinaus, so sind die Rückholfedern nicht in der Lage, das Verschlußsiück ohne manuellen Zugriff wieder auf den Ventilsitz zurückzuziehen. Das bekannte Ventil dient zum selbsttätigen Verschließen der Spundöffnung von Bierfässern. Zum Verschließen von Behältern mit aggressiven Medien ist das bekannte Ventil nicht geeignet, da eine Beschädigung oder gar Zerstörung nur einer der Rückholfedern das Ventil unbrauchbar macht.There are also known valves in which the ball a permanent magnet is inserted. the mn one Permanent magnets arranged above the sphere cooperate, the polarity of each other facing ends of the permanent magnets is chosen so that repulsion takes place. In this way In addition to gravity, another force acts on the ball in the closing direction. After all, there are valves known in which a valve ball is provided in addition to the closure piece, which in the event of destruction or expansion of the closure by the force of the medium to be shut off is pressed against a valve seat in order to prevent the escape of this medium Valves are also known in which the ball shaped locking piece against the claw of the medium to be shut off through the valve body hm is lifted off the valve seat with a plunger. to allow the medium to flow out, iiei this known valve, the spherically shaped closure piece is therefore captive with the valve body connected that protruding from this, with each other aligned pins are attached to the valve body via hedges. When inserting the push ice into the The valve for its opening is the closure piece against the force of the medium to be shut off and against lifted from the valve seat by the force of the connecting springs and moved sideways by the tappet. However, this known valve has the disadvantage. that the return movement of the ball by Hederkraft on the valve seat can only take place if the ball does not move beyond a certain range from the plunger is moved. If there is movement beyond this range, the return springs are not in the Able to pull the closure back onto the valve seat without manual access. The known Valve is used to automatically close the bung opening of beer kegs. For closing containers The known valve is not suitable for use with aggressive media, as it will damage or even destroy it only one of the return springs makes the valve unusable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ventile derart zu gestalten, daß ein Ventil entsteht, durch das ein der Einführung einer Prüfsonde dienendes Rohr unabhängig von der Lage des Rohrs selbsttätig verschlossen wird, wobei die Schließkraft nicht durch den Einfluß des abzusperrenden Mediums beeinträchtigt werden kann.The invention is based on the object of the known To design valves in such a way that a valve is created through which a test probe is used Pipe is automatically closed regardless of the position of the pipe, the closing force cannot be impaired by the influence of the medium to be shut off.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Verschlußstück des Ventils als unter der Wirkung eines Permanentmagneten selbsttätig schließende, beim Einführen der Sonde ausweichende Kugel gebildet ist.This object is achieved according to the invention in that the closure piece of the valve as under the Effect of a permanent magnet, the ball closes automatically and evades when the probe is inserted is formed.

Zwar ist schon ein Ventil bekannt, bei dem ein ringförmig gestaltetes Verschlußsiück zwischen zwei permanenten Magneten angeordnet ist, wobei einer der permanenten Magneten durch den Ventilsitz gebildet ist, während der andere oberhalb des Verschlußstücks liegt und mit einer den Ventilsitz durchdringendenIt is true that a valve is already known in which an annular closure piece between two permanent ones Magnet is arranged, with one of the permanent magnets formed by the valve seat is, while the other is above the closure piece and with one penetrating the valve seat

Stange versehen ist. Zum Öffnen dieses Ventils ist es erforderlich, die Stange und damit das Verschlußstück entgegen der Anziehungskraft der beiden Magneten abzuheben oder durch Verkanten der Stange einseilig vom Ventilsitz abzuheben. Das Versehließen dieses bekannten Ventils erfolgt durc.i die Schwerkraft des oberhalb des Verschlußstüeks liegenden permanenten Magneten, unterstützt von der magnetischen Anziehung dieses Magneten gegen den durch den Ventilsitz gebildeten zweiten permanenten Magneten. Hei diesem bekannten Ventil wirken zwei permanente Magneten zusammen, die darüber hinaus noch im Strömungsbereich des abzusperrenden Mediums liegen, also von diesem selbst berührt werden.Rod is provided. To open this valve it is required, the rod and thus the locking piece to be lifted against the attraction of the two magnets or single-rope by tilting the rod lift off the valve seat. Missing this well-known Valve is effected by the force of gravity of the permanent above the plug Magnet aided by the magnetic attraction of this magnet against the one made by the valve seat formed second permanent magnet. Two permanent magnets act on this known valve together, which are also still in the flow range of the medium to be shut off, so from to be touched by himself.

Das erfindungsgemäße Ventil umfaßt demgegenüber einen permanenten Magneten und eine von diesem anziehbare Kugel, die allein dem abzusperrenden Medium ausgesetzt ist.In contrast, the valve according to the invention comprises a permanent magnet and one that can be attracted by this Ball that is exposed only to the medium to be shut off.

Um ein Auswandern der als Verschlußstück des Ventils dienenden Kugel beim Einführen einer Prüfsonde aus dem Wirkungsbereich des permanenten Magneten hinaus zu verhindern, ist r.ach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das mit dem abgeschlossenen Rohr verbundene Ventilgehäuse eine konische Kammer, einen ersten, sich durch das Ventilgehäuse hindurcherslreckenden und mit dem Rohr fluchtenden Kanal, der in den Bodenteil der konischen Kammer einmündet, und einen /weiten Kanal umfaßt, der sich, mit dem ersten Kanal fluchtend, durch das Ventilgehäuse hindurcherstreckt und von der Spitze der konischen Kammer ausgeht, daß die Kugel, deren Durchmesser größer als die Durchmesser der beiden Kanäle ist, in der konischen Kammer angeordnet ist und daß der permanente Magnet ganz in der Nähe der Spitze der konischen Kammer außen vom Ventilgehäuse getragen ist. Durch diese Anordnung ist der Bewegungsbereich der Kugel derart begrenzt, daß sich diese stets im Wirkungsbereich des permanenten Magneten befindet, der selbst außen vom Ventilgehäuse getragen ist.To prevent the ball serving as the closing piece of the valve from migrating when a test probe is inserted Another feature is to prevent the permanent magnet from moving out of its range of action of the invention provided that the valve housing connected to the closed tube has a conical Chamber, a first one extending through the valve housing and aligned with the pipe Channel that opens into the bottom part of the conical chamber, and comprises a / wide channel that extends, aligned with the first channel, extending through the valve body and from the tip of the conical Chamber assumes that the ball, the diameter of which is larger than the diameter of the two channels, is in the conical chamber is arranged and that the permanent magnet is very close to the tip of the conical chamber is carried externally by the valve housing. Through this arrangement is the range of motion the sphere so limited that it is always in the area of action of the permanent magnet, the itself is borne outside of the valve housing.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilkörper einen ersten, den ersten Kanal enthaltenden und mit dem abgeschlossenen Rohr verbundenen Block sowie einen zweiten Block umfaßt, der die konische Kammer und zumindest einen Teil des zweiten Kanals enthält, wobei beide Blöcke durch eine Klemmeinrichtung unter Zwischenschaltung einer Dichtung miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist ein aus wenigen, leicht herzustellenden Einzelteilen gebildetes Ventil geschaffen, das in einfachster Weise zusammenfügbar ist.In a further development of the invention it is provided that the valve body has a first, the first channel containing and connected to the closed pipe Block and a second block comprising the conical chamber and at least a portion of the second Channel contains, both blocks by a clamping device with the interposition of a Seal are interconnected. In this way, one is made of a few, easy-to-make parts formed valve created which can be assembled in the simplest manner.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der zweite Block einen Rohrfortsatz umfassen, durch den sich eine Bohrung hindurcherstreckt, die den anderen Teil des zweiten Kanals bildet und mit diesem in Verbindung steht. Dieser Rohrfortsatz kann beispielsweise zur Halterung der in das Rohr einzuführenden Sonde dienen.According to a further feature of the invention, the second block can comprise a tubular extension through a bore extends through it, which forms the other part of the second channel and with this in Connection. This pipe extension can, for example, be used to hold the pipe to be inserted into the pipe Serve probe.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils dargestellt. In der Zeichnung zeigtIn the drawing, an embodiment of a valve according to the invention is shown. In the drawing indicates

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Ventil in dessen geschlossener Stellung undF i g. 1 shows a longitudinal section through the valve in its closed position and

F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt durch das Ventil, dieses jedoch in seiner geöffneten Stellung veranschaulichend.F i g. 2 one of the F i g. 1 corresponding section through the valve, but this in its open Illustrative position.

Das Ventil ist in F i g. I der Zeichnung in Verbindung mit einem abgeschlossenen Raum oder Kessel 10 dargestellt, von dem nur ein Teil in der Zeichnung veranschaulicht ist. Ein Rohr 12, das am bodenseiligen linde 14 verschlossen ist. slclli ein zum Einführen einer PmI-sondc dienendes Rohr dar und erstreckt sich vun der Außenseite des Kessel·. 10 in dessen Inneres hinein. Das einseitig geschlossene Rohr 12 ist mit dem Kessel dicht verschweißt. Das Rohr 12 ist ferner mit einem unteren Block 16 des Ventils 18 durch Schweißen verbunden. Dieser untere Block 16 umfaßt einen Kanal 20 mit einem erweiterten Bereich 22, der an der dem ge-The valve is shown in FIG. I of the drawing shown in connection with an enclosed space or boiler 10, only a part of which is illustrated in the drawing. A tube 12 which is closed on the linden tree 14 on the ground. slclli is a tube used to insert a PmI probe and extends from the outside of the boiler. 10 into its interior. The tube 12, which is closed on one side, is welded tightly to the boiler. The tube 12 is also connected to a lower block 16 of the valve 18 by welding. This lower block 16 comprises a channel 20 with an enlarged area 22, which at the

ίο schlossenen Rohr 12 abgewandten Seite des Blocks eine Aussparung bildet. Ein oberer Block 24 des Ventils ist mit dem unteren Block 16 durch eine Mutter 12 verbunden. Ein O-Ring 28 bildet eine Dichtung zwischen dem oberen und dem unteren Block. Der obere Block weist an seiner dem unteren zugewandten Seite eine konisch geformte Kammer 30 und einen von deren Spitze aufwärts durch einen Rohrfortsat/ 34 führenden Kanal 32 auf. In der konischen Kammer 30 is; cine Ku gel 36 enthalten, die das Verschlußstück des Ventil.·, bildet und zum Schließen des Kanals 32 dient, wenn sie sich in der in Fig. 1 veranschaulichten Lage befinde!. Die Kugel 36 ist in dieser in F i g. 1 der Zeichnung dargestellten Schließstellung durch einen permanenten Ringmagneten 38 gehalten. Entsteht eine undichte Siel-Ie in dem geschlossenen Rohr 12 und im Innern des Kessels befindet sich ein unter Überdruck stehendes Medium, wird der sich im Rohr 12 aufbauende Druck eine zusätzliche Kraft erzeugen, durch die Kugel 36 in ihrer Schließlage gehalten wird.ίο closed tube 12 facing away from the block forms a recess. An upper block 24 of the valve is connected to the lower block 16 by a nut 12. An O-ring 28 forms a seal between the upper and lower blocks. The upper block has on its side facing the lower a conically shaped chamber 30 and one of them Tip upward through a canal 32 leading to a pipe fort / 34. In the conical chamber 30 is; cine Ku gel 36, which forms the closing piece of the valve. · and serves to close the channel 32 when it is in the position illustrated in FIG. 1 !. The ball 36 is shown in FIG. 1 of the drawing shown closed position by a permanent Ring magnet 38 held. If a leaky Siel-Ie arises in the closed pipe 12 and inside the If there is a medium under overpressure in the boiler, the pressure building up in the pipe 12 is generate an additional force by means of which ball 36 is held in its closed position.

F i g. 2 zeigt das erfindungsgemäße Ventil mit einer Prüfsonde 40, die ein Instrument 42 an ihrem Ende trägt und die in das einseitig geschlossene Rohr 12 durch das Ventil 18 hindurch eingeführt worden ist. Wie der Zeichnung entnommen werden kann, ist die Kugel 36 durch die Prüfsonde 40 abwärts und seitwärts gedrückt worden. Wird die Sonde wieder herausgezogen, wird die Kugel 36 durch den permanenten Magneten 38 aufwärts gezogen, so daß sie wieder den Kanal 32 dicht verschließt. Das Ende 43 der Prüfsondc 40 kann abgeschrägt ausgebildet sein, wie dies F i g. 2 zeigt, um sicherzustellen, daß die Kugel von der Sonde seitwärts bewegt und nicht abwärts zum Kanal 20 hin bewegt wird, was den Eintritt der Prülsonde in den Kanal 20 verhindern könnte.F i g. 2 shows the valve according to the invention with a test probe 40 which has an instrument 42 at its end and which has been introduced into the tube 12, which is closed at one end, through the valve 18. As can be seen in the drawing, the ball 36 is downwardly and sideways through the test probe 40 been pressed. If the probe is pulled out again, the ball 36 is held by the permanent magnet 38 pulled upwards so that it tightly closes the channel 32 again. The end 43 of the test probe 40 can be bevelled, as shown in FIG. 2 shows to make sure the bullet is off the probe moved sideways and not downward toward channel 20, causing entry of the probe into the channel 20 could prevent.

Obwohl das in der Zeichnung dargestellte Aiislührungsbeispiel den Anschein erweckt, daß das Ventil 18 nur in der vertikalen oder in der Nähe der vertikalen Richtung, also abwärts gerichtet, arbeiten kann, wenn das Ventil oberhalb des einseitig verschlossenen Rohrs liegt, muß hervorgehoben werden, daß der Magnet die Kugel aus jeder Lage in die Schließstellung zieht, selbst dann, wenn die Schräge des konischen Raums oberhalb von dessen Spitze liegt. Das Ventil kann somit auch dann verwendet werden, wenn das einseitig geschlossenc Rohr sich nicht abwärts, sondern aufwärts erstreckt. so daß die Sonde von unten nach oben eingeführt werden muß. In dieser Lage des Ventils wird der permanente Magnet die Schwerkraft der Kugel unterstützen, die diese in die Schließstellung zu bewegen trachtet.Although the example shown in the drawing Appears that the valve 18 is only in the vertical or near the vertical Direction, i.e. directed downwards, can work if the valve is above the tube which is closed on one side it must be emphasized that the magnet itself pulls the ball from every position into the closed position when the slope of the conical space is above its tip. The valve can also can be used when the tube closed at one end does not extend downwards but upwards. so that the probe must be inserted from the bottom up. In this position the valve becomes permanent Magnet support the gravity of the ball, which tries to move it into the closed position.

Der bei dem in der Zeichnung dargestellten Ventil verwendete permanente Magnet muß einen Magnetfluß ausreichender Kraft erzeugen, um die Kugel aus jeder Lage in der konischen Kammer zu deren Spitze hinziehen zu können. Der Magnet sollte jedoch nicht überdies mensioniert sein, da dies eine größere Kraft erforderlich machen würde, um die Kugel mil der Spitze der Prüfsonde von ihrem Sitz ab/uheben.The permanent magnet used in the valve shown in the drawing must have a magnetic flux Generate sufficient force to pull the ball towards its tip from any position in the conical chamber to be able to. However, the magnet should not be oversized as this requires a greater force to lift the ball off its seat with the tip of the test probe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Valve for the mechanical shut-off of a closed one protruding into a closed space Tube for leading a test probe, in particular for nuclear reactors, characterized in that that the closure of the valve as under the action of a permanent magnet (38) formed automatically closing ball (36) that evades when the probe (40) is inserted is.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the one with the closed tube (12) connected valve housing (16, 24) a conical chamber (30), a first one extends through the valve housing (16. 24) and with the Pipe aligned channel (20) which opens into the Bodenieil of the conical chamber, and a second Channel (32) includes which, with the first Ka- :: o nal aligned, extending through the valve housing and from the tip of the conical chamber proceeds that the ball (36), the diameter of which is larger than the diameter of the two channels (20, 32). is arranged in the conical chamber and that the permanent magnet (38) gun / near the top of the conical chamber (30) outside of the Valve housing (16. 24) is worn.

J. Valve according to claim 2, characterized in that the valve body has a first, the first Channel (20) containing and connected to the closed tube (12) block (16) and a second block (24) comprising the conical chamber (Ϊ0) and at least part of the second channel (32), the two blocks being interposed by a clamping device (26) a seal (28) are connected to one another.

4. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the second Block (24) comprises a tubular extension (34) through which a bore extends through which the forms another part of the second channel (32) and is in communication therewith.