ПРЕСС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК B30B9/30 G21F9/36 

Изобретение относится к прессу высокого давления для сжатия контейнера с радиоактивным содержимым посредством перемещающегося относительно матрицы пуансона, сечение которого выполнено лишь незначительно меньшим, чем сечение матрицы, закрывающее, по меньшей мере, на отдельных участках контейнер.

В ядерных установках образуется большое количество отходов, которые в связи с их происхождением могут быть в большей или меньшей степени зараженными. Этим радиоактивно зараженным отходам должно быть предоставлено надлежащее захоронение. Так как имеющийся в наличии общий объем захоронения ограничен, то желательно, чтобы радиоактивно зараженные отходы прессовались до минимально возможного объема.

Наряду с другими способами сокращения объема радиоактивно зараженных отходов предусматривается, например, возможность упаковки последних в контейнеры, так называемые деформируемые цилиндры. Эти контейнеры могут затем сжиматься вместе с их радиоактивным содержимым. Для сжатия контейнеров может использоваться пресс высокого давления. В таком прессе высокого давления обычно посредством пуансона к контейнеру прикладывается высокое давление порядка 200 бар, при этом контейнер зафиксирован в матрице. Прессованные таким образом деформируемые цилиндры, так называемые таблетки или пресс-изделия, помещаются затем в соответствующие упаковочные комплекты для захоронения и после закрытия складируются в соответствующем могильнике или промежуточном хранилище.

Однако на практике использование такого пресса высокого давления сталкивается с той трудностью, что радиоактивно зараженные отходы из контейнеров, в которые они собираются, сначала должны быть перегружены в приспособленный для сжатия контейнер. Этот дополнительный рабочий этап требует много времени и, кроме того, в огромной степени подвергает опасности облучения соответствующих работников.

Поэтому задачей изобретения является создание пресса высокого давления для сжатия контейнера с радиоактивным содержимым, который позволяет исключить операцию перегрузки. Этим обеспечивается, в частности, достижение минимально возможных издержек, связанных с манипулированием отходов, а также минимально возможного облучения работников.

Эта задача решается в соответствии с изобретением за счет того, что в дополнение к первой рабочей позиции на прессе высокого давления может настраиваться, по меньшей мере, еще одна рабочая позиция с измененным сечением пуансона, а также согласованным с измененным сечением пуансона сечением матрицы для сжатия различных контейнеров.

При этом изобретение исходит из того соображения, что за счет адаптации сечения пуансона и матрицы к различным контейнерам радиоактивные отходы могут сжиматься в тех же контейнерах, в которые они и собирались. Это позволяет избежать необходимых согласно уровню техники дополнительных издержек, связанных с манипулированием радиоактивно зараженными отходами при их перегрузке в приспособленные для сжатия контейнеры. Вместе с тем может быть также значительно уменьшено облучение персонала. Благодаря регулируемым рабочим позициям пресса высокого давления, различные контейнеры могут сжиматься без больших потерь времени и затрат на переоснастку на одном и том же прессе высокого давления.

Особенно предпочтительный вариант осуществления пресса высокого давления достигается тем, что сечения имеют регулируемую площадь. Поэтому возможно сжатие контейнеров различных размеров, например деформируемых цилиндров с отличающимися между собой диаметрами.

Другой предпочтительный вариант достигается тем, что сечения имеют регулируемую геометрию. За счет этого возможно также сжатие в прессе высокого давления контейнеров с отличающимися между собой геометрическими формами, например контейнеров с круглой и квадратной образующей поверхностью.

Другое особенно целесообразное усовершенствование пресса высокого давления создается за счет того, что измененные сечения во второй рабочей позиции достигаются за счет согласованного с пуансоном и матрицей фасонного элемента. Таким образом, изменение сечений пуансона и матрицы может осуществляться исключительно за счет фасонного элемента. Форма и размеры пуансона, а также матрицы остаются при этом неизменными.

Другой особенно предпочтительный вариант осуществления пресса высокого давления достигается тем, что соответствующий фасонный элемент установлен с возможностью перемещения на пуансоне и на матрице. Это позволяет особенно быстро осуществлять адаптацию сечений пуансона и матрицы к различным размерам и формам контейнеров. При этом фасонный элемент для пуансона может, например, поворачиваться таким образом, что различные сечения воздействуют соответственно на различные контейнеры. В свою очередь, для адаптации к сечению пуансона и для адаптации к соответствующей форме и размеру контейнера фасонный элемент для матрицы может поворачиваться и устанавливается таким образом, что используются различные углубления.

Другой особенно целесообразный вариант осуществления пресса высокого давления реализуется за счет того, что для достижения другой рабочей позиции соответствующий фасонный элемент может фиксироваться необходимым образом на пуансоне и/или матрице. Благодаря этому возможна фиксация фасонного элемента на пуансоне и/или матрице исключительно тогда, когда необходимо сжать контейнер, который отклоняется от форм и/или размеров стандартных контейнеров.

При этом особенно практичным оказалось то, что соответствующий фасонный элемент является сменным. Благодаря этому достигается высокая гибкость, так как в течение короткого времени можно приспособить пресс высокого давления почти ко всем возможным формам и размерам контейнеров.

Другой особенно практичный вариант осуществления достигается тем, что согласованный с пуансоном фасонный элемент выполнен как гильза пуансона, а согласованный с матрицей фасонный элемент - как гильза матрицы. Благодаря этому достигается особенно простым и эффективным способом изменение сечений пуансона и матрицы. Применение гильз пуансона с различными наружными размерами и согласованных с ними гильз матрицы позволяет сжимать в прессе высокого давления контейнеры с различными размерами. Возможность согласовать пуансон с двумя или большим числом соответствующих гильз, равно как матрицу с двумя или большим числом соответствующих гильз, обеспечивает сжатие в определенном интервале почти всех возможных размеров контейнеров, благодаря чему достигается значительное расширение диапазона гибкости. В связи с тем, что гильзы при сжатии контейнеров закрывают всю нагружаемую область пуансона и матрицы, то только гильзы должны быть выполнены как быстроизнашивающиеся элементы и изготовлены из материала, который выдерживает значительные нагрузки при прессовании в прессе высокого давления. Пуансон и матрица не особенно нагружаются в момент прессования и поэтому могут быть изготовлены, например, из обычной стали. Это означает значительное преимущество в себестоимости и простую возможность замены быстроизнашивающихся элементов.

Более подробно вариант осуществления изобретения поясняется посредством чертежа, на котором представлен пресс 1 высокого давления для уплотнения контейнера 2 с радиоактивным содержимым в рабочем положении. Он включает в себя пуансон 4 и матрицу 6. Пресс 1 высокого давления расположен вертикально, причем пуансон 4 находится выше матрицы 6. Альтернативно пресс 1 высокого давления может располагаться также наклонно или горизонтально.

Пуансон 4 и матрица 6 установлены на двух колоннах 8 и перемещаются в обозначенном стрелкой х направлении сжатия. Чтобы избежать попадания отходов и грязи в пресс 1 высокого давления, пуансон 4 и матрица 6 соединены между собой сильфоном 10. В представленном рабочем положении матрица 6 находится в опущенном положении и охватывает расположенный на опорной плите 12 контейнер 2. Пуансон 4 с расположенной на нем головкой 14 находится в положении прилегания к контейнеру 2.

Для уплотнения контейнера 2 пуансон 4 перемещается за счет высокого давления приблизительно 200 бар в направлении сжатия, при этом контейнер 2 спрессовывается в так называемое пресс-изделие или таблетку.

Для обеспечения перемещения пуансона 4 в направлении сжатия сечение 16 пуансона 4 выполнено лишь незначительно меньшим, чем сечение 18 матрицы 6. Так как матрица 6 охватывает контейнер 2, по меньшей мере, частично, то форма и размер сжимаемого прессом высокого давления контейнера 2 зависит от формы и размера сечения 18 матрицы 6 и, следовательно, также от формы и размера сечения 16 пуансона 4.

Но для возможности уплотнения, например, контейнера 2 с различными размерами посредством пресса 1 высокого давления пуансон 4 снабжен гильзой 20, которая может надеваться на пуансон 4 или фиксироваться на нем. Это позволяет изменить эффективное сечение 16 пуансона 4. Матрица 6 согласована с гильзой 22, которая изменяет сечение 18 аналогично сечению 16. Благодаря применению гильз 20 пуансона с различными наружными размерами и соответствующих им гильз 22 матрицы можно сжимать контейнеры 2 с различными размерами в прессе 1 высокого давления. Также могут использоваться выборочно несколько расположенных одна поверх другой гильз 20 пуансона и несколько расположенных одна в другой гильз 22 матрицы.

Изобретение относится к прессостроению, а именно прессам высокого давления для сжатия контейнеров с радиоактивным содержимым. Пресс содержит подвижный относительно матрицы пуансон, сечение которого выполнено лишь незначительно меньшим, чем сечение матрицы, закрывающее, по меньшей мере, на отдельных участках контейнер. В дополнение к первой рабочей позиции у пресса имеется возможность настройки, по меньшей мере, еще одной рабочей позиции с измененным сечением пуансона и согласованным с измененным сечением пуансона сечением матрицы для сжатия различных контейнеров. Измененные сечения пуансона и матрицы имеют возможность установки во второй рабочей позиции за счет согласованного с пуансоном, а также с матрицей сменного фасонного элемента. В результате обеспечивается создание пресса, который позволяет исключить операцию перегрузки, а также минимизируются возможные издержки, связанные с манипулированием отходов, и обеспечивается минимально возможное облучение работников. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пресс (1) высокого давления для сжатия контейнера (2) с радиоактивным содержимым посредством подвижного относительно матрицы (6) пуансона (4), сечение (16) которого выполнено лишь незначительно меньшим, чем сечение (18) матрицы (6), закрывающее, по меньшей мере, на отдельных участках контейнер (2), причем в дополнение к первой рабочей позиции у пресса (1) высокого давления имеется возможность настройки, по меньшей мере, еще одной рабочей позиции с измененным сечением (16) пуансона (4), а также согласованным с измененным сечением (16) пуансона (4) сечением (18) матрицы (6) для сжатия различных контейнеров (2), отличающийся тем, что измененные сечения (16,18) имеют возможность установки во второй рабочей позиции за счет согласованного с пуансоном, а также с матрицей, сменного фасонного элемента.2. Пресс (1) по п.1, отличающийся тем, что сечения (16,18) имеют регулируемую площадь.3. Пресс (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что сечения (16, 18) имеют регулируемую геометрию.4. Пресс (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что соответствующий фасонный элемент установлен с возможностью перемещения на пуансоне (4) или на матрице (6).5. Пресс (1) по п.3, отличающийся тем, что соответствующий фасонный элемент установлен с возможностью перемещения на пуансоне (4) и на матрице (6).6. Пресс (1) по любому из пп.1, 2, 5, отличающийся тем, что для достижения другой рабочей позиции соответствующий фасонный элемент может фиксироваться необходимым образом на пуансоне (4) и/или матрице (6).7. Пресс (1) по п.3, отличающийся тем, что для достижения другой рабочей позиции соответствующий фасонный элемент может фиксироваться необходимым образом на пуансоне (4) и/или матрице (6).8. Пресс (1) по п.4, отличающийся тем, что для достижения другой рабочей позиции соответствующий фасонный элемент может фиксироваться необходимым образом на пуансоне (4) и/или матрице (6).9. Пресс (1) по любому из пп.1, 2, 5, 7, 8, отличающийся тем, что согласованный с пуансоном (4) фасонный элемент выполнен как гильза (20) пуансона, а согласованный с матрицей (6) фасонный элемент - как гильза (22) матрицы.10. Пресс (1) по п.3, отличающийся тем, что согласованный с пуансоном (4) фасонный элемент выполнен как гильза (20) пуансона, а согласованный с матрицей (6) фасонный элемент - как гильза (22) матрицы.11. Пресс (1) по п.4, отличающийся тем, что согласованный с пуансоном (4) фасонный элемент выполнен как гильза (20) пуансона, а согласованный с матрицей (6) фасонный элемент - как гильза (22) матрицы.12. Пресс (1) по п.6, отличающийся тем, что согласованный с пуансоном (4) фасонный элемент выполнен как гильза (20) пуансона, а согласованный с матрицей (6) фасонный элемент - как гильза (22) матрицы.