АГРЕГАТ ГАЗОВЫХ ЦЕНТРИФУГ Российский патент 2006 года по МПК B01D59/20 

Изобретение относится к газовым центрифугам для разделения смесей газов и изотопных смесей, в частности к конструкции агрегатов газовых центрифуг, установленных на опорных рамах в несколько ярусов по высоте, например, на заводах по разделению изотопов урана или на многоагрегатных стендах по разделению стабильных изотопов.

Известна конструкция агрегата, выполненная в виде рамы из продольных и поперечных балок с установленными на ней с каждой стороны блоками по 10 центрифуг (Патент России №2170800, 21.08.92 г.). Концы рамы агрегата за верхние поперечные балки закреплены болтами на консолях опорных конструкций стендов или колонн промышленных заводов в несколько ярусов по высоте (Ж."NUEXCO", №272, Апрель 1991, с.33; Е.Т.Артемов, А.Э.Бедель «Укрощение урана», Екатеринбург, Издательство OOO «СВ-96», 1999, с.153).

В известной конструкции на газовые центрифуги агрегатов, расположенные в верхнем ярусе компоновки, действуют с учетом коэффициента усиления сейсмических колебаний по высоте колонн в 3-4 раза бóльшие нагрузки по сравнению с возмущениями от сейсмических воздействий на агрегаты на первом ярусе. Это снижает надежность газовых центрифуг в агрегатах верхних ярусов и ограничивает возможности применения эффективного оборудования с увеличенным количеством ярусов в зонах с повышенной сейсмической активностью и балльностью сейсмических возмущений.

Известен агрегат в промышленной группе газовых центрифуг для разделения изотопов, выполненный из ряда колонн с ярусами консолей, на которых установлены в несколько ярусов по высоте концы рам агрегатов газовых центрифуг (Патент RU №2236896, В 01 D 59/20, В 04 В 5/08, 19.09.2002), причем конец рамы каждого агрегата установлен на консоли подвижно в горизонтальном направлении и закреплен на консоли упругим в горизонтальной плоскости элементом, выполненным в виде закрепленной на раме резиновой втулки, надетой на закрепленный в консоли стержень. Применение в конструкции подвижного агрегата резиновых элементов ограничивает ресурсную надежность конструкции, так как современные конструкции центрифуг могут эксплуатироваться в непрерывном режиме работы 20-30 лет, в то время как находящиеся в атмосфере резиновые упругие элементы подвержены старению и меняют свои упругие и демпфирующие свойства.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение надежности газовых центрифуг в агрегатах, размещенных в верхних ярусах компоновок при повышенной сейсмической активности и балльности сейсмических возмущений.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, состоит в том, что в предлагаемой конструкция агрегата газовых центрифуг за счет изменения конструкции крепления и взаимосвязей элементов крепления агрегата на колоннах обеспечивается возможность взаимного перемещения агрегата и колонн при наличии между ними оптимальных и регулируемых сил жесткости и трения скольжения, которые эффективно гасят колебания агрегата и всей конструкции компоновки и уменьшают коэффициент усиления сейсмических воздействий как для центрифуг этого агрегата, так и для центрифуг других агрегатов при землетрясениях, что повышает надежность работы газовых центрифуг при длительной эксплуатации в течение 20-30 лет без изменения свойств конструкции агрегата.

Для этого в агрегате газовых центрифуг, содержащем расположенные двумя рядами центрифуги, закрепленные на общей раме с поперечными балками, установленными на опорные консоли колонн, рама дополнительно оперта на пружины, установленные на нижних концах вертикальных стержней, верхний конец которых установлен на консоли.

Дополнительно, в агрегате газовых центрифуг пружины установлены на нижних поперечных балках.

Кроме того, в агрегате газовых центрифуг пружины поджаты к поперечным балкам с помощью гайки и шайбы.

Дополнительно, в агрегате газовых центрифуг верхние концы стержней проходят в отверстия верхней поперечной балки.

Кроме того, в агрегате газовых центрифуг на верхние концы стержней надета резиновая втулка, расположенная в отверстии балки.

Дополнительно, в агрегате газовых центрифуг верхние концы стержней установлены на планках, размещенных на консолях.

Кроме того, в агрегате газовых центрифуг пружины установлены на опорных элементах, закрепленных на нижних поперечных балках.

Дополнительно, в агрегате газовых центрифуг опорные элементы выходят за габариты рамы по ширине и длине.

На фиг.1 схематично изображен фронтальный вид агрегата; на фиг.2 показан вид агрегата по разрезу АА на фиг.1; на фиг.3 изображен вариант крепления агрегата на планках; на фиг.4 показан вид агрегата по разрезу ББ на фиг.3.

Агрегат на фиг.1 и фиг.2 выполнен из газовых центрифуг 1, установленных двумя рядами на прямоугольной раме 2, имеющей поперечные балки 3 и 4. Верхние поперечные балки 3 опираются через регулировочные шайбы 5 и втулки 6 на консоли 7 колонн 8. Нижние поперечные балки 4 дополнительно опираются на пружины 9, установленные с помощью шайб 10 и гаек 11 на нижних концах вертикальных стержней 12. Верхние концы стержней 12 установлены на консолях 7 с помощью втулок 6. На верхних концах стержней 12 надеты резиновые втулки 13, расположенные в отверстиях верхней поперечной балки 3.

В варианте выполнения агрегата на фиг.3 и фиг.4 на нижних балках 4 закреплены сваркой опорные элементы 14, на которых установлены пружины 9. Опорные элементы 14 выходят за габариты рамы 2 агрегата по длине и ширине на величины Н и h соответственно. Верхние концы стержней 12 установлены на планках 15, которые размещены на консолях 7.

Работа агрегата происходит следующим образом. При сейсмических воздействиях колебания грунта передаются на опорные колонны 8 с закрепленными на них консолями 7 и установленный на консолях агрегат. По мере увеличения величин ускорений колонн поперечные балки 3 агрегата начинают проскальзывать относительно консолей 7. При этом агрегат качается на стержнях 12 без вертикальных перемещений, так как балки 3 скользят по консолям 7, не отрываясь от их поверхности. За счет трения между балками 3 и консолями 7 происходит поглощение части энергии сейсмических воздействий на агрегат, так что при этом величины максимальных ускорений уменьшаются в 1,5÷2 раза по сравнению с ускорениями консолей. Настройка на оптимальный режим работы агрегата при сейсмических воздействиях осуществляется поджатием пружин 9 гайками 11, при котором часть веса агрегата передается на стержни 12, а сила нормального давления балок 3 на консоли 7 уменьшается, снижая величину трения между ними до оптимального значения.

Резиновые втулки 13 на концах стержней 12 предотвращают резкие удары верхней балки 3 о концы стержней 12 при больших амплитудах относительных смещений агрегата и консолей 7.

Для работы агрегата, стержни 12 которого установлены на планке 15 и опорных элементах 14, выступающих за габариты агрегата по длине и ширине, не требуется доработки рамы 2, что удобно для использования на уже установленном действующем оборудовании, т.к. не требует перемонтажа оборудования.

Изобретение относится к газовым центрифугам для разделения смесей газов и изотопных смесей, в частности к конструкции агрегатов газовых центрифуг, установленных на опорных рамах, например промышленных групп газовых центрифуг заводов по разделению изотопов урана или многоагрегатных стендов по разделению стабильных изотопов. В агрегате газовых центрифуг, содержащем расположенные двумя рядами центрифуги, закрепленные на общей раме с поперечными балками, установленными на опорные консоли колонн, рама дополнительно оперта на пружины, установленные на нижних концах вертикальных стержней, верхний конец которых установлен на консоли. Пружины могут быть установлены на нижних поперечных балках и поджаты к поперечным балкам с помощью гайки и шайбы. Пружины могут быть установлены на опорных элементах, закрепленных на нижних поперечных балках, причем, опорные элементы могут выходить за габариты рамы по ширине и длине. Верхние концы стержней могут быть установлены на планках, размещенных на консолях. Технический результат: за счет изменения конструкции крепления и взаимосвязей элементов крепления агрегатов на колоннах обеспечивается эффективное гашение сейсмических колебаний в конструкции и уменьшение в 1,5÷2 раза сейсмических воздействий на центрифуги агрегата. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Агрегат газовых центрифуг, содержащий расположенные двумя рядами центрифуги, закрепленные на общей раме с поперечными балками, установленными на опорные консоли колонн, отличающийся тем, что рама дополнительно оперта на пружины, установленные на нижних концах вертикальных стержней, верхний конец которых установлен на консоли.2. Агрегат газовых центрифуг по п.1, отличающийся тем, что пружины установлены на нижних поперечных балках.3. Агрегат газовых центрифуг по п.2, отличающийся тем, что пружины поджаты к поперечным балкам с помощью гайки и шайбы.4. Агрегат газовых центрифуг по пп.1-3, отличающийся тем, что верхние концы стержней проходят в отверстия верхней поперечной балки.5. Агрегат газовых центрифуг по п.4, отличающийся тем, что на верхние концы стержней надета резиновая втулка, расположенная в отверстии балки.6. Агрегат газовых центрифуг по п.1, отличающийся тем, что верхние концы стержней установлены на планках, размещенных на консолях.7. Агрегат газовых центрифуг по п.6, отличающийся тем, что пружины установлены на опорных элементах, закрепленных на нижних поперечных балках.8. Агрегат газовых центрифуг по п.7, отличающийся тем, что опорные элементы выходят за габариты рамы по ширине и длине.