CH623906A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenrückschlagventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das insbesondere in Leitungssystemen von Kernreaktoren, jedoch ebenso auch in anderen Leitungssystemen anwendbar ist.

Herkömmliche Klappenrückschlagventile besitzen ein: Ventilgehäuse mit einer Strömungsdurchlassöffnung, die mit einem Ventilsitz für eine Ventilklappe versehen ist. Die Ventilklappe wird durch die Kraft der strömenden Flüssigkeit oder eines sonstigen Strömungsmittels betätigt und zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung bewegt oder je nach dem Druck des strömenden Strömungsmittels in eine zwischen der voll geöffneten und der voll geschlossenen Stellung gelegene Zwischenstellung gebracht. Die Ventilklappe, die zur Verhinderung einer Strömungsmittelrück-strömung durch das Rückschlagventil am Ventilsitz anliegt, weist in der Mitte des Klappenkörpers auf der dem Ventil-auslass zugewandten Klappenseite einen schweren massiven Teil auf. An diesem mittigen Klappenkörperteil ist entweder über einen daran befestigten Stift oder durch einstöckige Verbindung mit dem Klappenkörperteil ein Schwenkarm angeordnet, dessen anderes Ende in Lagerkörpern drehbar gelagert ist, die in dem gegossenen Ventilgehäuse angeordnet sind, so dass die Ventilklappe zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schliessstellung beweglich ist, um eine Strömung in einer Richtung durch das Ventil hindurch zu ermöglichen oder eine Strömung in umgekehrter Richtung zu unterbinden.

Bei schwachen Strömungen wird die schwere Ventilklappe, wenn sie teilweise geöffnet ist, instabil, wodurch Ventilklappenschwingungen auftreten und die, die Ventilklappe im Ventilgehäuse halternden Teile, wie Lagerkörper und Drehzapfen unterliegen einem erhöhten Verschleiss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klappenrückschlagventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 einfach und in einer Weise auszubilden, dass keine instabilen Zustände auftreten.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im 5 kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Wegen des geringen Gewichts der Klappenkörper-Schwenkarm-Anordnung bei dem erfindungsgemässen Rückschlagventil ist die zur Bewegung der Ventilklappe in die 10 voll geöffnete und folglich stabile Stellung erforderliche Strömungsgeschwindigkeit wesentlich herabgesetzt, so dass sich das Ventil praktich immer in einem stabilen Zustand befindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Klappenrückschlagventil nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II—II in Fig. 1, und 20 Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Ventilklappe mit der Schwenkarmkonstruktion.

Fig. 1 zeigt ein Klappenrückschlagventil mit einem Ventilgehäuse 10, das einen Einlass 12 und einen Auslass 14 für eine Flüssigkeitsströmung besitzt. Eine im Ventilgehäuse 25 schwenkbar montierte Ventilklappe 16 ist unter dem Ein-fluss der Strömungsgeschwindigkeit einer durch das Ventil hindurchströmenden Flüssigkeit in ihre Offenstellung schwenkbar und legt sich bei entgegengesetzter Strömungsrichtung an einen Ventilsitz an, um eine Rückströmung der 30 Flüssigkeit durch das Ventil zu verhindern.

Im unteren Teil des Ventilgehäuses ist eine Abstufung bzw. eine Ausnehmung 18 gebildet, die in einen im oberen Teil des Ventilgehäuses gebildeten Raum 20 übergeht, in welchen die Ventilklappe 16 bei Bewegung in ihre Offenstel-35 lung hineinschwenkt. Der Raum 20 ist durch eine Deckelplatte 22 abgeschlossen, die mittels Gewindezapfen 24 und Muttern 26 auf dem Ventilgehäuse montiert ist.

Wie oben erwähnt, hält die mit einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit durch das Ventil hindurchströmende und 40 auf die Stirnfläche 28 des Ventilklappenkörpers wirkende Flüssigkeit die Ventilklappe in ihrer Offenstellung. Bei herkömmlichen Klappenrückschlagventilen sind zum Offenhalten der Ventilklappe in einer nahezu horizontalen Stellung hohe Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich, insbesondere 45 wenn diese Ventile dicke Ventilklappen und massive Schwenkarme zur Anlenkung der Ventilklappen am Ventilgehäuse haben. Wenn dann die Strömungsgeschwindigkeiten nicht ausreichend gross sind, um die Ventilklappe in der voll geöffneten Stellung zu halten, tritt an der Ventilklappe ein zu-50 sätzlicher Druckabfall auf, der das Ventil unbefriedigend macht. Unter diesen Bedingungen, wenn sich die Ventilklappe in einer tieferen als nahezu horizontalen Stellung befindet, verursacht die Flüssigkeitsströmung durch das Ventil infolge oszillierender Druckschwankungen instabile Zustände, 55 wodurch die zur Lagerung der Schwenkarme dienende Drehzapfen und Lagerkörper einem erhöhten Verschleiss unterliegen.

Zur Behebung dieser Nachteile und zur Verbesserung des Ventilwirkungsgrades weist die verbesserte Ventilklappe 60 16 des erfindungsgemässen Klappenrückschlagventils eine in ihrem Aussenumfang gebildete Nut 32 auf. Ein Arm 34 aus hochfesten «Inconel»-Federdraht ist zu einer lose in der Umfangsnut 32 sitzenden Schleife geformt und seine freien Enden 35 ragen in Bohrungen 37 eines Haltekörpers 36 g5 hinein. Die Drahtenden 35 sind im Haltekörper 36 mittels eines quer zu den Bohrungen 37 verlaufenden Stiftes 38 mechanisch verriegelt. Dazu ist jedes Drahtende an derjenigen Stelle mit einer Kerbe versehen, an welcher sich die

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Bohrungen 37 zur Aufnahme der Drahtenden und die den Stift 38 aufnehmende Bohrung teilweise durchdringen. Die Fig. 1 und 2 zeigen-, dass jeweils nur eine kleine Kerbe erforderlich ist und dass deren Form komplementär zur Aussen-fläche des Stiftes 38 ist. Wenn die Drahtenden 35 in den S Bohrungen 37 mit den Kerben bezüglich der Stiftbohrung ausgerichtet sind und der Stift 38 eingesetzt ist, so greift die Stiftoberfläche genau in die Kerben ein und verriegelt dadurch die Drahtenden im Haltekörper 36.

Die so gebildete Anordnung ist in Lagerkörpern 40 mon- io tiert, die in das Ventilgehäuse 10 eingesetzt sind. Gemäss Fig. 2 ragen die nach aussen überstehenden Enden des Stiftes 38 in entsprechende Bohrungen der Lagerkörper 40 hinein. Bei auf den Gewindestiften 24 befestigter Deckelplatte 22 liegt deren Unterseite auf den Lagerkörpern 40 auf 15 und verhindert eine Bewegung oder Verschiebung derselben während des Ventilbetriebs. Die Teile sind so bemessen, dass, wenn die Ventilklappe in ihre Öffnungsstellung schwenkt, der Raum 20 ausreichend gross zur Aufnahme des Ventilklappenkörpers und der Schwenkarme 35 ist, wobei sich die 20 Ventilklappe jedoch noch in einer Stellung befindet, in welcher ihre Stirnfläche 28 von der durch das Ventil strömenden Flüssigkeit berührt wird.

In ihrer Schliessstellung liegt die Ventilklappe an einem Ring 42 an, der in das Ventilgehäuse eingeschweisst ist. Die 25 an diesem Ring 42 gebildete Sitzfläche und die Anlagefläche des Ventilklappenkörpers 28 sind sehr fein bearbeitet, um einen im wesentlichen leckdichten Abschluss herzustellen. Der die Schwenkarmkonstruktion bildende Federdraht aus einer hochfesten Nickel-Chrom-Legierung, während der 30 Ventilklappenkörper aus rostfreiem Stahl besteht, der zur Erzielung einer hochverschleissbeständigen Oberfläche wärmebehandelt ist. Für die Ventilklappenkomponenten kann jeder wärmebehandlungs- oder vergütungsfähige, hochfeste rostfreie Stahl Anwendung finden.

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Die erfindungsgemässe Konstruktion, welche Federdraht für den Schwenkarm benützt und die beschriebene Anordnung zur Befestigung des Schwenkarms sowohl an der Ventilklappe als auch an den Lagerkörpern enthält, ergibt eine Verringerung des Schwenkarmgewichts und des Klappenkörpergewichts, während die Klappenflexibilität zur Erzielung einer hochwirksamen Abdichtung bei geschlossenem Ventil auf ein Maximum erhöht ist. Die Verwendung hochfesten Federdrahtes verringert die Masse des Schwenkarmes und des Klappenkörpers wesentlich und gestattet auch eine wesentlich kleinere Ausführung und folglich eine Gewichtsverringerung des Ventilgehäuses. Bei der erfindungsgemässen Konstruktion sind die zur Bewegung der Ventilklappe in die voll geöffnete Stellung erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt, wodurch die Ventilstabilität grösser ist und die bei herkömmlichen Ventilkonstruktionen auftretenden, zu erheblichem Verschleiss führenden Druckschwankungen und Ventilschwingungen vermindert oder beseitigt sind.

Das erfindungsgemässe Klappenrückschlagventil ist für extrem hohe Druck-Temperatur-Werte ausgelegt und innerhalb eines weiten Grössenbereiches ausführbar. Gegenwärtig werden Ventile in Grössen von 5 cm bis 75 cm ausgeführt, wobei diese Grössen jedoch weder obere noch untere Grenzen darstellen. Das erfindungsgemässe Rückschlagventil kann innerhalb eines mehrere 100 kp/cm2 umfassenden Druckbereiches betrieben werden; ein vorgesehener Betriebsdruck liegt beispielsweise bei 700 kp/cm2. Die unteren Druckgrenzen hängen von denjenigen Strömungsgeschwindigkeiten ab, bei denen die Ventilklappe noch offengehalten wird. Die für die erfindungsgemässe Ventilkonstruktion gewählten Werkstoffe ermöglichen Arbeitstemperaturbereiche, die von Umgebungstemperaturen bis zu Flüssigmetalltemperaturen reichen, bei welch letzteren Werte um 550 °C nicht ungewöhnlich sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Klappenrückschlagventil mit einer zwischen einer Schliessstellung und einer Offenstellung schwenkbaren Ventilklappe und mit einer im mittleren Teil des Ventilgehäuses gebildeten Aussparung, in welcher die Ventilklappe in ihrer Offenstellung liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilklappe (16) mittels zweier in gegenseitigem Abstand angeordneter flexibler Arme (35) gehaltert ist, die zusammen eine einen Teil des Ventilklappenkörpers (28) umgreifende Schleife (34) bilden, und dass die flexiblen Arme dem Ventilklappenkörper so viel Beweglichkeit gestatten, um in der Schliessstellung eine einwandfreie Anlage der Ventilklappe am Ventilsitz zu ermöglichen.

2. Klappenrückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Arme (35) aus Federstahl bestehen, dass weiter der Ventilklappenkörper (28)

eine Umfangsnut (32) ausreichend grosser Tiefe aufweist, um die von den flexiblen Armen gebildete Schleife (34) lose aufzunehmen, und dass die freien Enden der Arme (35) in einem im Ventilgehäuse gelenkig montierten Haltekörper (36) befestigt sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Klappenrückschlagventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden flexiblen Arme (35) in Bohrungen (37) des Haltekörpers sitzen und jeweils eine Kerbe aufweisen, in welche ein quer durch den Haltekörper und teilweise durch dessen Bohrungen hindurchverlaufender Stift (38) zwecks Verriegelung der Arme eingreift, und dass der Stift ausserdem in zwei beiderseits des Haltekörpers befindliche Lagerkörper (40), die im Ventilgehäuse sitzen, hineinragt und als Gelenkzapfen dient.