УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ПАКЕТОВ ТВЕРДЫМИ РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ, ИХ УПЛОТНЕНИЯ И УПАКОВКИ Российский патент 1998 года по МПК G21F9/36 

Изобретение относится к области компактной упаковки биологически вредных, в частности, радиоактивных отходов.

Известно устройство для компактной упаковки твердых радиоактивных отходов, содержащее размещенные в защитном корпусе пресс высокого давления, механизм загрузки и выгрузки пакетов, узел упаковки [1].

Недостатком известного устройства [1] является неудобство в эксплуатации, обусловленное невозможностью разделки и сортировки радиоактивных отходов перед их упаковкой, а также плохие экологически вредные условия эксплуатации, обусловленные невозможностью удаления выделяющейся в процессе эксплуатации радиоактивной пыли.

Известно устройство для заполнения пакетов твердыми радиоактивными отходами их уплотнения и упаковки, содержащее размещенные в защитном корпусе узел упаковки, дозатор, связанный с дозатором с возможностью многократного уплотнения в пакетах дозируемых порций отходов пресс, включающий раму, состоящую из стянутых колоннами верхней и нижней поперечин, смонтированной на колоннах с возможностью перемещения от силовых цилиндров ползун с закрепленный в его нижней части гильзой, установленный на верхней поперечине главный силовой цилиндр, скрепленный с пресс-штемпелем, причем ползун выполнен с центральным отверстием являющимся сквозным и совпадающим с отверстием гильзы и образующим с ним общую полость, а пресс-штемпель смонтирован с возможностью перемещения в отверстии ползуна и гильзы. Устройство [2] выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа [2] является невозможность сортировки радиоактивных отходов с удалением металла для его дальнейшей переплавки и сжигаемых материалов, неудобные и экологически вредные условия эксплуатации, обусловленные невозможностью удаления выделяющейся в процессе эксплуатации радиоактивной пыли.

Задача изобретения - устранение выше перечисленных недостатком аналогов. Задача решается за счет того, что устройство для заполнения пакетов радиоактивными твердыми отходами их уплотнения и упаковки, содержащее размещенные в защитном корпусе узел упаковки, дозатор, связанный с дозатором с возможностью многократного уплотнения в пакетах дозируемых порций отходов пресс, включающий раму, состоящую из стянутых колоннами верхней и нижней поперечин, смонтированный на колоннах с возможностью перемещения от силовых цилиндров ползун с закрепленной в его нижней части гильзой, установленный на верхней поперечине главный силовой цилиндр, скрепленный с пресс-штемпелем, причем ползун выполнен с центральным отверстием, совпадающими с центральным сквозным отверстием, совпадающим с центральным отверстием гильзы и образующим с ним общую полость, а пресс-штемпель смонтирован с возможностью перемещения в отверстии ползуна и гильзы, дополнительно снабжено механизмом загрузки и выгрузки пакетов, опорной плитой, расположенной на нижней поперечине, обечайкой с патрубком герметично прикрепленной к верхней поперечине, циклоном, соединенным через патрубок обечайки для отсасывания пыли радиоактивных отходов, в боковых стенках ползуна выполнены диаметрально расположенные загрузочное и смотровое окна, обечайка герметично расположена в центральном отверстии ползуна с возможностью перемещения последнего относительно нее, дозатор выполнен в виде стационарно установленных и герметично соединенных между собой сообщающихся боксов загрузки, приемки, сортировки и затаривания отходов, гильотинных ножниц, а также питателя, выполненного в виде приводной лопатки, размещенной в трубе, соединенной одним концом с выходным окном бокса сортировки, и смонтированной с возможностью соединения герметично другим концом с загрузочным окном ползуна в его нижнем положении для загрузки в полость ползуна порции отходов, каждый бокс снабжен светильниками, люками, выполненными в боковых стенках и оснащенных перчатками, а также смотровыми окнами, боксы загрузки, приемки и сортировки снабжены приводными рольгангами, бокс сортировки снабжен дополнительно расположенным под рольгангом лотком с установленным в нем приводным шнеком, а также приемным бункером, содержащим в верхней части приводную крышку и заслонку для пересыпки отходов из контейнера в бокс сортировки требуемыми порциями, бокс затаривания, соединенный с боксом сортировки снабжен расположенными в нижней его части сменным мешком для сжигаемых отходов и контейнером для металла, а между боксом загрузки и приемки установлены гильотинные ножницы, при этом механизм загрузки и выгрузки пакетов выполнен в виде приводной тележки, содержащей раму с подпружиненными к ней колесами, установленной на рельсовые направляющие с возможностью перемещения, фиксированной установки в позициях уплотнения отходов, загрузки пустых пакетов, упаковки и выгрузки заполненных пакетов, выгрузки отходов из циклона, а также с возможностью передачи усилия уплотнения отходов через раму на опорную плиту пресса и прохода рамы над опорной плитой при передвижении тележки рабочую зону пресса. Кроме того устройство снабжено телевизионной установкой, смонтированной с возможностью наблюдения через смотровое окно ползуна за прессом уплотнения радиоактивных отходов. Главный силовой цилиндр и силовые цилиндры перемещения ползуна выполнены в виде гидроцилиндров или пневмоцилиндров.

На фиг.1 показано устройство, вид в плане; на фиг.2 - разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг 1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг.1 при нижнем положении ползуна с гильзой на прессе.

Устройство для заполнения пакетов твердыми радиоактивными отходами их уплотнения и упаковки содержит дозатор 1, пресс 2, узел упаковки 3, механизм 4 загрузки и выгрузки пакетов.

Пресс включает раму, 5, состоящую из стянутых колоннами 6 верхней 7 и нижней 8 поперечин, между которыми перемещается смонтированный на колоннах 6 и имеющий в боковых стенках диаметрально расположенные смотровое окно 9 и загрузочное окно 10 ползун 11 с прикрепленной к его нижней части гильзой 12. Перемещение ползуна 11 с гильзой 12 осуществляется посредством силовых цилиндров 13, например пневмоцилиндров или гидроцилиндров. В верхней поперечине 7 смонтирован главный силовой цилиндр 14, который может быть пневмоцилиндром или гидроцилиндром. Силовой цилиндр 14 связан с пресс-штемпелем 15, а на нижней поперечине 8 установлена опорная плита 16.

Дозатор 1 включает герметично соединенные между собой сообщающиеся боксы загрузки 17, приемки 18, сортировки 19, затаривания 20. Каждый бокс имеет установленные в нем светильники 21, выполненные в боковых стенках люки 22, оснащенные герметичными резиновыми перчатками (на чертеже не показаны), и смотровые окна 23. Между боксами загрузки 17 и приемки 18 установлены гильотинные ножницы 24. Бокс загрузки 17 имеет дверь 25. Питатель выполнен в виде приводной лопатки 27, размещенной в трубе 26.

В качестве привода лопатки 27 используется гидроцилиндр 28. С боку бокса сортировки 19 прикреплен приемный бункер 29, содержащий приводную крышку 30 и заслонку 31 (приводы на чертеже не показаны) с возможностью установки на него контейнера 32 с радиоактивными отходами и пересыпки последних порциями из контейнера 32 в бокс сортировки 19 в зависимости от величины открытия заслонки 31.

В боксах загрузки 17, приемки 18 и сортировки 19 размещены водные рольганги 33, 34, 35 (приводы на чертеже не показаны). Бокс сортировки 19 имеет направленное вниз выходное окно 36, соединенной с одним концом трубы 26, а под рольгангом 35 по всей длине бокса 19 до выходного окна 36 установлен лоток 37, а также установленный в лотке 37 приводной шнек 38 (привод на чертеже не показан).

Бокс затаривания 20 состыкован с боксом сортировки 19 и снабжен установленным в нижней части сменным мешком 39 для сжигаемых отходов и контейнером 40 для металла, предназначенного для переплавки. Мешок 39 и контейнер 40 соединены с боксом затаривания 20 через патрубки 41 и 42, закрываемые крышками 43 и 44 посредством ручного привода (на чертеже не показан). Труба 27 другим концом стыкуется посредством уплотнительного элемента 45 с загрузочным окном 10 ползуна 11 в нижнем его положении (фиг. 7).

Ползун 11 пресса 2 выполнен с центральным сквозным отверстием 46 совпадающим с центральным отверстием гильзы 12 и образующим с ним общую полость. К верхней поперечине 7 герметично прикреплена обечайка 47 с патрубком 48. Через патрубок 48 с полостью 48 обечайки 47 сообщается циклон 50, используемый для отсасывания пыли, возникающей при прессовании радиоактивных отходов. Обечайка 47 расположена в центральном отверстии 46 ползуна 11 с возможностью перемещения последнего относительно нее. При этом подвижное соединение ползуна 11 с обечайкой 47 является герметичным.

Механизм 4 загрузки и выгрузки выполнен в виде приводной рельсовой тележки 51, содержащей раму 53 и подпружиненные относительно рамы 53 колеса 52. Тележка 51 смонтирована с возможностью передачи усилия уплотнения радиоактивных отходов через раму 53 на опорную плиту 16 пресса 2 в процессе уплотнения отходов и прохода над опорной плитой 16 при передвижении тележки 51 через рабочую зону пресса 2. Тележка 51 смонтирована также с возможностью фиксированной остановки с следующих позициях: по оси 54 для загрузки пустых пакетов 55; по оси 56 для выгрузки отходов из циклона 50; по оси 57 для уплотнения отходов; по оси 58 для упаковки пакетов 55; включающей съем, укладку и обжатие крышек 59; по оси 60 для выгрузки заполненных отходами пакетов 55.

Все узлы устройства размещаются в защитном корпусе 67, снабженном шлюзовыми камерами 61 и 62 для подачи пустых пакетов 55 и выгрузки заполненных, внутри которого поддерживается вакуумметрическое давление. Для прохода пакетов 55 шлюзовые камеры 61 и 62 снабжены приводными шиберами 6 и 6.

Управление прессом 2 осуществляется с пульта 65, расположенного за пределами корпуса, а наблюдение за работой пресса 2 осуществляется посредством телевизионной установки 66, обеспечивающей наблюдение также за процессом уплотнения отходов через смотровое окно 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Пустой пакет 55, закрытый крышкой 59, подается через шлюзовую камеру 61 на тележку 51, установленную по оси 54. Затем тележкой 51 пакет 55 транспортируется через рабочую зону пресса 2 и устанавливается по оси 58, где производится снятие крышки 59 с пакета 55, после чего пакет 55 транспортируется в рабочую зону пресса и устанавливается по оси 57 для уплотнения радиоактивных отходов. При необходимости возможно сначала подача пакета 55 под циклон 50 для высыпания в него пыли радиоактивных отходов.

После установки пакета 55 по оси 57 посредством силовых цилиндров 13 опускается ползун 11 с гильзой 12. Гильза 12 заходит в пустой пакет 55 до упора в его днище, при этом труба 27 через уплотнительный элемент 45 и загрузочное окно 10 соединяется с ползуном 11 (фиг. 7).

Отсортированные в дозаторе 11 отходы через окно 36 поступают в трубу 27 где лопаткой 26, перемещаемой гидроцилиндром 28, выталкиваются через загрузочное окно 10 в полость гильзы 12, образованную выполненным в ней центральным отверстием. Лопатка 27 совершает несколько ходов до заполнения пакета 55. Наблюдение ведется через смотровое окно 9 ползуна 11 с помощью телевизионной установки 66. Далее пресс-штемпель 15 посредством главного силового цилиндра 14 совершает ход вниз и уплотняет находящиеся в пакете 55 радиоактивные отходы. После выдержки в течение нескольких секунд под давлением находящихся в пакете 55 радиоактивных отходов пресс-штемпель ходом главного силового цилиндра 14 поднимается в верхнее исходное положение, а пакет 55 производится досыпка радиоактивных отходов из дозатора 1 до установленного уровня. Затем вновь осуществляется уплотнение отходов в пакете 55. Таким образом осуществляется несколько циклов уплотнения отходов в пакете 55 до полного его заполнения.

После полного заполнения пакета 55 уплотненными радиоактивными отходами пресс-штемпель остается в нижнем положении, а цилиндры 13 перемещают ползун 11 с гильзой 12 вверх, тем самым "выдергивая" гильзу 12 из пакета 55. Затем включается главный цилиндр 14, перемещая пресс-штемпель 15 в верхнее исходное положение. В процессе уплотнения радиоактивных отходов в пакете 55 рама 53 тележки 51 опирается на опорную плиту 16, выбирая зазор "К" за счет того, что колеса 52 подпружинены к раме 53. При этом усилие уплотнения отходов через опорную плиту 16 передается на раму 5 пресса 2.

Далее пакет 55 транспортируется тележкой 51 и устанавливается по оси 58, где на него устанавливается крышка 59. Затем крышка 59 герметично крепиться на пакете, обеспечивая упаковку радиоактивных отходов внутри пакета 55.

Упакованный пакет тележкой 51 транспортируется на позицию выгрузки и устанавливается по оси 60, где производится его выгрузка через шлюзовую камеру 62. После этого тележка 51 возвращается на позицию загрузки по оси 54 для получения следующего пустого пакета 55 с крышкой 59.

Во время уплотнения радиоактивных отходов в пакете 55 производится отсос радиоактивной пыли из рабочей зоны пресса - 2 через полость 49 обечайки 47, и патрубок 48 в циклон 50.

Работа дозатора 1 по приемке, разделке и сортировке радиоактивных отходов может производиться параллельно с вышеописанным процессом их уплотнения в пакете 55.

Дозатор 1 обслуживают операторы, одетые в специальные защитные костюмы. Радиоактивные отходы с мест сбора поступают к дозатору 1 в специальных контейнерах 32. Началом работы является установка контейнера 32 на приемный бункер 29 крышкой вниз (крышка на чертеже не показана). Приводная заслонка 31 открывается на нужную величину и отходы поступают на приводной рольганг 35 и далее в бокс сортировки 19. Операторы, наблюдая через смотровые окна 23, производят сортировку радиоактивных отходов по следующим видам: горючие, негорючие, требующие разрезки, цветной металл.

Негорючие радиоактивные отходы рольгангом 35 через окно 36 передаются в трубу 27 откуда посредством лопатки 26 выталкиваются через загрузочное окно 10 в ползун 11. Горючие радиоактивные отходы собираются в специальный мешок 39. Лом цветных металлов через патрубок 42 и предварительно открытую крышку 44 собирается в контейнере 40. Негабаритные отходы по размерам превышающие размеры проходного сечения трубы 27, направляются по рольгангам 35 и 34 к гильотинным ножницам 24. Негабаритные радиоактивные отходы разрезаются на части гильотинными ножницами 24. Разрезанные части по рольгангу 35 вновь подаются в бокс сортировки 19.

Негабаритные радиоактивные отходы, имеющие значительные размеры по длине, загружаются в бокс загрузки 17 через входную дверь 25. Эти отходы с помощью рольганга 33 также подаются к гильотинным ножницам 24, разрезаются на части, которые затем рольгангом 35 передаются в бокс сортировки 19. При транспортировке отходов по рольгангу 35 мелкие их куски подают в лоток 37, по которому транспортируются к трубе 27 с помощью приводного шнека 38.

Сортировка и перекладка радиоактивных отходов в бокс затаривания 20 производятся операторами вручную посредством специальных резиновых перчаток, вмонтированных в люки 22.

Использование: для компактной упаковки биологически вредных, в частности, радиоактивных отходов. Сущность изобретения: устройство содержит размещенные в защитном корпусе узел упаковки, дозатор, связанный с возможностью многократного уплотнения в пакетах дозируемых порций отходов прессом, механизм загрузки и выгрузки пакетов, а также циклон для отсасывания пыли-радиоактивных отходов, образующейся в процессе их уплотнения. Дозатор выполнен в виде стационарно установленных и герметично соединенных между собой сообщающихся боксов загрузки, приемки, сортировки и затаривания отходов, гильотинных ножниц, а также питателя, выполненного в виде приводной лопатки, размещенной в трубе, соединенной одним концом с выходным окном бокса сортировки, и смонтированной с возможностью герметичного соединения другим концом с загрузочным окном ползуна в его нижнем положении для загрузки в полость ползуна порции отходов. Каждый бокс снабжен светильниками, выполненными в боковых стенках люками, оснащенными резиновыми перчатками, и смотровыми окнами. Боксы загрузки, приемники и сортировки снабжены дополнительно приводными рольгангами, а бокс сортировки еще и лотком с установленным в нем приводным шнеком, а также приемным бункером. Бокс затаривания снабжен расположенным в его нижней части сменным мешком для сжигаемых отходов и контейнером для металла, предназначенного для переплавки. Механизм загрузки и выгрузки выполнен в виде приводной тележки, содержащей раму с подпружиненными к ней колесами. Устройство может быть дополнительно снабжено телевизионной установкой, смонтированной с возможностью наблюдения через смотровое окно ползуна за процессом уплотнения отходов. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для заполнения пакетов твердыми радиоактивными отходами, их уплотнения и упаковки, содержащее размещенные в защитном корпусе узел упаковки, дозатор, связанный с дозатором с возможностью многократного уплотнения в пакетах дозируемых порций отходов пресс, включающий раму, состоящую из стянутых колоннами верхней и нижней поперечин, смонтированный на колоннах с возможностью перемещения от силовых цилиндров ползун с закрепленной в его нижней части гильзой, установленный на верхней поперечине главный силовой цилиндр, скрепленный с пресс-штемпелем, причем ползун выполнен с центральным сквозным отверстием, совпадающим с центральным отверстием гильзы и образующим с ним общую полость, а пресс-штемпель смонтирован с возможностью перемещения в отверстии ползуна и гильзы, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом загрузки и выгрузки пакетов, опорной плитой, расположенной на нижней поперечине, обечайкой с патрубком, герметично прикрепленной к верхней поперечине, циклоном, соединенным через патрубок с полостью обечайки для отсасывания пыли радиоактивных отходов, в боковых стенках ползуна выполнены диаметрально расположенные загрузочное и смотровое окна, обечайка герметично расположена в центральном отверстии ползуна с возможностью перемещения последнего относительно нее, дозатор выполнен в виде стационарно установленных и герметично соединенных между собой сообщающихся боксов загрузки, приемки, сортировки и затаривания отходов, гильотинных ножниц, а также питателя, выполненного в виде приводной лопатки, размещенной в трубе, соединенной одним концом с выходным окном бокса сортировки, и смонтированной с возможностью герметичного соединения другим концом с загрузочным окном ползуна в его нижнем положении для загрузки в полость ползуна порции отходов, каждый бокс снабжен светильниками, выполненными в боковых стенках люками, оснащенными резиновыми перчатками, и смотровыми окнами, боксы загрузки, приемки и сортировки снабжены приводными рольгангами, бокс сортировки снабжен дополнительно расположенным под рольгангом лотком с установленным в нем приводным шнеком, а также приемным бункером, содержащим в верхней части приводную крышку и заслонку для пересыпки отходов из контейнера в бокс сортировки требуемыми порциями, бокс затаривания, соединенный с боксом сортировки, снабжен расположенными в нижней его части сменным мешком для сжигаемых отходов и контейнером для металла, а между боксом загрузки и приемки установлены гильотинные ножницы, при этом механизм загрузки и выгрузки пакетов выполнен в виде приводной тележки, содержащей раму с подпружиненными к ней колесами, установленной на рельсовые направляющие с возможностью перемещения, фиксированной остановки в позициях уплотнения отходов, загрузки пустых пакетов, упаковки и выгрузки заполненных пакетов, выгрузки отходов из циклона, а также с возможностью передачи усилия уплотнения отходов через раму на опорную плиту пресса и прохода рамы над опорной плитой при передвижении тележки через рабочую зону пресса. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено телевизионной установкой, смонтированной с возможностью наблюдения за процессом уплотнения радиоактивных отходов через смотровое окно ползуна. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что главный силовой цилиндр и силовые цилиндры перемещения ползуна выполнены в виде гидроцилиндров или пневмоцилиндров.