ВАКУУМНЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ СПЕЦИАЛЬНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1996 года по МПК F04C25/02 

Изобретение относится к вакуумному машиностроению, а именно к вакуумным механическим агрегатам, используемым на производствах по обогащению урана для получения среднего вакуума при откачке газов, содержащих делящиеся нуклиды, попадание которых в вакуумное масло агрегата объемом более безопасного объема может привести к возникновению самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР).

Известны агрегаты вакуумные золотниковые типа АВЗ (каталог "Вакуумное оборудование", ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ", М. 1990, с. 3) (прототип), которые используются для откачки газов, содержащих делящиеся нуклиды.

Недостатком этих агрегатов является невозможность обеспечения ядерной безопасности при переработке, хранении и транспортировке ядерных делящихся материалов из-за наличия в корпусе агрегата масляного резервуара, в который заливается более 5 л вакуумного масла.

При отказе контролирующей аппаратуры и попадания делящихся нуклидов в вакуумное масло агрегата объемом более 5 л возможно возникновение СЦР.

С точки зрения ядерной безопасности оборудование считается безопасным, если конструкция и геометрические особенности его исключают возможность возникновения самоподдерживающейся цепной реакции при любых предвиденных условиях.

Основной мерой критичности размножающейся системы является эффективный коэффициент размножения нейтронов К_эф, являющийся показателем уровня безопасности системы.

Эффективный коэффициент является функцией ряда параметров, из которых геометрические размеры оборудования являются наиболее удобными, т.к. они после изготовления оборудования величина постоянная, другие же параметры могут претерпевать изменения в зависимости от ведения технологического процесса.

Целью изобретения является обеспечения безопасной откачки газов, содержащих делящиеся нуклиды, попадание которых в вакуумное масло агрегата объемом более безопасного объема может привести к возникновению самоподдерживающейся цепной реакции.

Указанная цель достигается тем, что в вакуумном механическом специальном агрегате, содержащем роторный насос и масляный резервуар с маслоотделителем, в котором согласно изобретению масляный резервуар выполнен в виде полой кольцевой камеры, ширина которой не более безопасной, смежные камеры выполнены стальными с толщиной, не обеспечивающей эффективного отражения нейтронов, в центральном отверстии камеры установлена нейтронопоглощающая вставка, а в кольцевой полости камеры расположены выхлопные клапаны, защищенные патрубками, и заборные трубки, верхний срез которых установлен на глубине, предотвращающей перетекание масла из камеры в насос в количестве, превышающем безопасный объем.

Ширина кольцевой камеры не более 80 мм, толщина боковых стенок не более 4 мм, а диаметр нейтронопоглощающей вставки не менее 300 мм.

Для улучшения фильтрации маслоотделитель выполнен в виде прямоугольного кольца с перфорированными стенками, наполненного ультратонким синтетическим волокном.

Маслоотделитель может быть выполнен в виде вертикальных труб диаметром не более 110 мм с расстоянием между ними не менее 300 мм, заполненных синтетическим волокном.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез вакуумного механического специального насоса, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

На валу 4, проходящем через корпус, установлены эксцентрик 5 и плунжер 6, прямоугольная часть плунжера помещается в направляющей 7. Корпус имеет входное отверстие 8 и выходной канал 9 для каждого выхлопного клапана агрегата, а также водяную рубашку для охлаждения агрегата проточной водой.

На корпусе насоса на основании 10 установлен масляный резервуар в виде полой кольцевой камеры, образованной внутренней 11 и наружной 12 обечайками, ширина которой не более 80 мм, при толщине боковых стенок не более 4 мм, верхнего фланца 13 и крышки 14. Разъем между фланцем и крышкой уплотнен уплотнителями 15, 16. Во внутренней цилиндрической части масляного резервуара установлена нейтронопоглощающая вставка 17 с диаметром не менее 300 мм, которая крепится к основанию шпилькой 18 и гайкой 19. Внутри полой кольцевой камеры установлены выхлопные клапаны 20 с патрубками и заборные масляные трубки 21. В кольцевой полости в верхней крышке 14 крепится маслоотделитель 22, содержащий ультратонкое синтетическое волокно 23. Разъем между корпусом и основанием в месте прохождения выхлопных и масляных каналов уплотнен уплотнителями 25.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 4 с эксцентриком цилиндрическая часть плунжера совершает планетарное движение относительно оси вала. Газ из откачиваемого объема через входное отверстие 6 в корпусе 1 агрегата поступает в полость всасывания через окно в прямоугольной части плунжера, который скользит в направляющей 7, свободно вращающейся в гнезде корпуса. При дальнейшем вращении газ сжимается и вытесняется плунжером 6 через выхлопные каналы 9 и клапаны 20, проходит в масляном резервуаре через синтетическое волокно маслоотделителя 22 на выход агрегата.

Изобретение обеспечивает ядерную безопасность при откачке газов, содержащих делящиеся нуклиды, за счет выполнения масляного резервуара в ядерно-безопасном исполнении в виде полой кольцевой камеры с нейтронопоглощающей вставкой.

Применение: в вакуумных механических агрегатах, используемых на производствах по обогащению урана для получения среднего вакуума при откачке газов, содержащих делящиеся нуклиды, попадание которых в вакуумное масло агрегата объемом более безопасного объема может привести к возникновению самоподдерживающейся цепной реакции. Сущность изобретения: масляный резервуар выполнен в виде полой кольцевой камеры с нейтронопоглощающей вставкой. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

Вакуумный механический специальный агрегат, содержащий роторный насос и масляный резервуар с маслоотделителем, отличающийся тем, что, с целью безопасной откачки газов, содержащих делящиеся нуклеиды, попадание которых в вакуумное масло агрегата в количестве, превышающим безопасный объем, может привести к возникновению самоподдерживающейся цепной реакции, масляный резервуар выполнен в виде полой кольцевой камеры, ширина которой наиболее безопасна, смежные камеры выполнены стальными с толщиной, не обеспечивающей эффективного отражения нейтронов, в центральном отверстии камеры концентрично установлена нейтропоглощающая вставка, а в кольцевой полости камеры расположены выходные клапаны, защищенные патрубками, и заборные трубки, верхний срез которых установлен на глубине, предотвращающей перетекание масла из камеры в насос в количестве, превышающем безопасный объем.