УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТСТОЙНИКА ОТ РАДИОАКТИВНЫХ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК G21F9/34 C02F1/52 B01D21/04 

Изобретение относится к устройствам для удаления радиоактивных донных илов, находящихся в отстойниках под защитным слоем воды и преимущественно может быть использовано в атомной промышленности. Кроме того, изобретение может найти применение в химической, металлургической и других отраслях промышленности при удалении осадка из горизонтальных отстойников.

Наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является "Устройство для очистки горизонтального отстойника". Известное устройство содержит тележку (платформу) с качающимися втулками (опорами), в которых свободно установлена штанга (рама) с неподвижно закрепленным на ней скребком (желобом) и привод подъема-опускания штанг (механизм отклонения рамы). Описанное устройство обладает следующими недостатками. Например, ширина очищаемой от осадка полосы определяется длиной скребка и для очистки водоема большой ширины необходим перенос транспортных путей на соседние участки, либо их укладка заранее, что приводит к удлинению периода подготовительных работ и увеличению металлоемкости, а в результате возрастает стоимость эксплуатации известного устройства. Кроме того, функциональные возможности сужаются тем, что устройство позволяет лишь собирать донные отложения в приемный лоток и для их полного удаления требуются дополнительные технические средства. Производительность устройства зависит от геометрических размеров скребка, так, в случае его заполнения объемом перемещаемой массы осадков излишки будут обтекать скребок, в приемный лоток не попадая.

Удлинение периода подготовительных работ, привлечение дополнительных технических средств для удаления осадков, недостаточная производительность и ограниченные функциональные возможности снижают в конечном счете эффективность использования известного устройства.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности использования устройства за счет повышения производительности и расширения его функциональных возможностей.

Поставленная задача решается при помощи того, что в известном устройстве, содержащем платформу с качающимися опорами, установленную в них раму с неподвижно закрепленным на ней желобом и механизм отклонения рамы, платформа смонтирована на плавающем средстве, у желоба спереди выполнено ограждение в виде ребра, по краям расположены опорные полозья, а внутри желоба установлен вал, оснащенный двумя разнонаправленными винтовыми ножами с переменным шагом, увеличивающимся к средней части желоба, где размещена приемная камера, снабженная соплом и погруженным в нее всасывающим патрубком насоса, при этом нагнетательный патрубок насоса подключен к регулирующим клапанам дистанционного управления, которые соединены с транспортирующим осадок гибким трубопроводом и соплом приемной камеры.

Предлагаемое устройство снабжено плавающим средством, которое установлено на водную поверхность отстойника с радиоактивными донными отложениями и может перемещаться в любом направлении, например, с помощью канатной системы механизма передвижения, в результате чего устройство приобретает достаточную маневренность, снижаются металлоемкость и время для очистки отстойника от донных отложений.

Образование пульпы (смеси твердого осадка с водой) происходит в приемной камере, установленной в средней части желоба, что позволяет производить заполнение камеры отложениями непосредственно в процессе перемещения устройства при помощи винтовых ножей, закрепленных на валу, осуществляя при этом непрерывную транспортировку пульпы по гибкому трубопроводу к месту ее переработки, следовательно, производительность и эффективность использования устройства повышаются.

Из приемной камеры пульпа удаляется насосом, а в транспортирующий трубопровод она поступает через нагнетательный патрубок и регулирующий клапан. Часть пульпы возвращают обратно в приемную камеру через регулирующий клапан и сопло для того, чтобы увеличить плотность пульпы, уменьшая содержание в ней воды, для этого в ограниченный объем приемной камеры к непрерывно поступающим донным отложениям вместо воды добавляется пульпа. Таким образом, дозируя расход пульпы регулирующими клапанами в обратной и транспортирующей линиях, изменяют плотность пульпы, поступающей к установке ее переработки, что исключает дополнительные технические средства для подготовки пульпы к переработке, снижает затраты и время вредного воздействия на обслуживающий персонал. Желоб выполнен открытого типа в виде неполного цилиндра, загрузочное окно которого снабжено чередующимися вертикальными ребрами, предназначенными для рыхления осадка и ограждения ножей.

Ножи, имея одинаковую частоту вращения по величине и направлению, для перемещения отложений вдоль желоба выполнены в виде разнонаправленных винтов, сходящихся к приемной камере с увеличивающимся шагом, что обеспечивает поступление массы осадков в приемную камеру с двух сторон при возрастающей скорости, поскольку она находится в прямой зависимости от шага. Вероятность выдавливания перемещаемой массы по всей длине заборной части уменьшается, увеличивается коэффициент заполнения открытого желоба, повышается производительность и эффективность устройства.

Изменение высоты подъема желоба осуществляется механизмом отклонения рамы путем поворота ее в качающихся опорах. Опускается рама под действием собственного веса до погружения на заданную глубину опорных полозьев, закрепленных по краям желоба, и удерживается в этом положении механизмом отклонения рамы, причем рама имеет возможность отклоняться в качающихся опорах в случае изменения рельефа дна отстойника или при встрече ограждения желоба с препятствием, что предупреждает поломку устройства. Использование вращательной кинематической пары исключает заклинивание рамы в качающихся опорах при возможных перекосах, увеличивая надежность работы устройства.

Таким образом, улучшение маневренности устройства, снижение трудозатрат при очистке отстойника, повышение производительности, обеспечение надежности, получение пульпы необходимой концентрации с возможностью ее непрерывной транспортировки к установке переработки пульпы расширяют функциональные возможности устройства, повышают эффективность его использования.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность предлагаемого устройства, неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению заявителя, сущность изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, так как не выявлено известное влияние на получаемый технический результат совокупности признаков, которые отличают от прототипа предлагаемое устройство, из чего можно заключить, что изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно осуществлена с реализацией поставленной цели, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого устройства критерию "промышленная применимость".

На фиг. 1 дан вид спереди, изображение желоба с ребрами и разрезом Б-Б; на фиг.2 изображение сбоку по виду А, разрезы В-В и Г-Г приемной камеры.

Устройство состоит из плавающего средства, например, понтона 1, на котором установлена с возможностью демонтажа посредством пальцев 2 платформа 3, где жестко закреплены качающиеся опоры 4 с подвижной рамой 5 и механизм отклонения рамы 6. В верхней части рамы 5 смонтирован механизм вращения 7, кинематически связанный цепной передачей 8 с валом 9. Желоб 10 выполнен открытого типа с загрузочным окном 11, укрепленным по всей длине ребрами 12, служащими ограждением, и для рыхления слежавшегося осадка внутри установлен вал 9, по краям закреплены опорные полозья 13, а в середине размещена приемная камера 14, снабженная вмонтированным в нее всасывающим патрубком 15 насоса 16 и направленным к патрубку соплом 17, замыкающим обратную линию, по которой осуществляется возврат пульпы от нагнетательного патрубка 18. Обратная линия представляет собой трубопровод с регулирующим клапаном 19, а нагнетательный патрубок 18 через регулирующий клапан 20 одновременно соединен с гибким трубопроводом 21, по которому транспортируется пульпа, причем управляются регулирующие клапаны 19 и 20 дистанционно. Вал 9 оснащен двумя винтовыми ножами 22 с право- и левосторонней навивкой и переменным шагом, увеличивающимся к приемной камере 14, который при помощи каната 23 связан с механизмом отклонения рамы 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Находясь в исходном положении (фиг.2 "И.П."), рама 5 удерживается канатом 23 механизма отклонения рамы 6. Когда в работу включается насос 16 и механизм вращения 7, механизм отклонения рамы 6 отпускает канат 23, и рама 5, поворачиваясь в качающихся опорах 4, опускается под действием собственного веса до установки опорных полозьев 13 на дно отстойника. Получив вращение через цепную передачу 8, закрепленные на валу 9 винтовые ножи 22, имеющие одинаковую по частоте и направлению скорость вращения, погружаются в донные отложения и начинают их перемещение по желобу 10 к приемной камере 14, установленной в средней его части. Так как винтовые ножи 22 имеют право- и левостороннюю навивку с шагом, увеличивающимся к приемной камере 14, то по мере приближения к ней скорость перемещения донных отложений возрастает, что препятствует выходу осадков из загрузочного окна 11. Насосом 16 через всасывающий патрубок 15 из приемной камеры 14 донный осадок с водой в виде пульпы подается по гибкому трубопроводу 21 через нагнетательный патрубок 18 и при помощи дистанционно управляемого регулирующего клапана 20 на переработку или к установке отверждения (на чертежах условно не показаны), где производится контроль концентрации воды в поступающей пульпе. В случае недостаточной плотности пульпы при помощи дистанционно управляемого регулирующего клапана 19 через сопло 17 определенная часть пульпы возвращается обратно в приемную камеру 14, где и производится увеличение плотности за счет того, что к вновь поступившим в приемную камеру донным отложениям вместо воды добавляется пульпа, а затем пульпа уже необходимой плотности вновь поступает в гибкий трубопровод 21.

Перемещается устройство канатной системой механизма передвижения (на чертеже условно не показана) и очищает отстойник от донных отложений полосой, ширина которой определяется суммарной длиной двух винтовых ножей 22, затем рама 5 поднимается вверх механизмом отклонения рамы 6, отключаются механизм вращения 7, насос 16 и механизм отклонения рамы 6, а устройство на понтоне перемещается для очистки следующей полосы.

Надежность устройства в работе, непрерывная транспортировка пульпы, причем с возможностью регулирования ее плотности, повышают производительность, расширяют функциональные возможности устройства, сокращают время контакта обслуживающего персонала с радиоактивными отложениями, а удаление радиоактивных осадков улучшает экологию окружающей местности, что обеспечивает достигаемый технический результат.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом характеризуется высокими технологическими параметрами, эффективностью использования и может быть реализовано в широком промышленном масштабе при очистке отстойников, в том числе, и от радиоактивных донных отложений.

Использование: изобретение может быть использовано в атомной, а также в химической и металлургической отраслях промышленности при удалении осадков, находящихся под защитным слоем воды, со дна горизонтальных отстойников. Сущность: устройство содержит платформу с качающимися опорами и установленную в них раму с неподвижно закрепленным на ней желобом, а также механизм отклонения рамы. Платформа устанавливается на плавающее средство. Жалоб оснащен ограждением в виде ребер, опорными полозьями и установленным внутри валом с двумя разнонаправленными винтовыми ножами, навитыми с переменным шагом, увеличивающимся к приемной камере, расположенной в средней части жалоба и снабженной соплом, а также погруженным в нее всасывающим патрубком насоса, нагнетательный патрубок которого подключен к дистанционно управляемым регулирующим клапанам, соединенным с гибким трубопроводом и соплом приемной камеры. 2 ил.

Устройство для очистки отстойника от радиоактивных донных отложений, содержащее платформу с качающимися опорами, установленную в них раму с неподвижно закрепленным на ней желобом и механизм отклонения рамы, отличающееся тем, что платформа смонтирована на плавающем средстве, у желоба спереди выполнено ограждение в виде ребер, по краям расположены опорные полозья, а внутри желоба установлен вал, оснащенный двумя разнонаправленными винтовыми ножами с переменным шагом, увеличивающимся к средней части желоба, где размещена приемная камера, снабженная соплом и погруженным в нее всасывающим патрубком насоса, при этом нагнетательный патрубок насоса подключен к регулирующим клапанам дистанционного управления, которые соединены с транспортирующим осадок гибким трубопроводом и соплом приемной камеры.