АГРЕГАТ ГАЗОВЫХ ЦЕНТРИФУГ Российский патент 2007 года по МПК B04B5/08 B01D59/20 F16F15/00 

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, взятая за прототип, 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). Концы рамы агрегата в виде поперечных балок 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 ООО «СВ-96», 1999, с.153).

В известной конструкции на газовые центрифуги агрегатов, расположенные в нижнем ярусе и в верхнем ярусе многоярусной компоновки, действуют существенно различные горизонтальные возмущения, передаваемые от колебаний земной коры при сейсмических возмущениях. В существующих промышленных компоновках в зависимости от числа ярусов агрегатов по высоте коэффициент усиления колебаний агрегатов от возмущений при землетрясениях на верхнем ярусе может достигать 3÷4 по сравнению с возмущениями агрегатов на первом ярусе. Это снижает надежность газовых центрифуг, расположенных в агрегатах на верхних ярусах, и ограничивает возможности применения эффективного оборудования с увеличенным количеством ярусов в зонах с повышенной сейсмической активностью и бальностью сейсмических возмущений.

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

Для этого в агрегате газовых центрифуг, содержащем расположенные двумя рядами центрифуги, закрепленные на общей раме с поперечными балками, установленными на опорные консоли колонн, поперечные балки дополнительно оперты на втулки, в которые установлены с возможностью вертикального перемещения, опертые на консоли, подпружиненные к втулкам стержни.

Дополнительно, в агрегате газовых центрифуг пружина поджата к втулке с помощью расположенной на стержне гайки.

Кроме того, в агрегате газовых центрифуг верхний конец втулки дополнительно прижат к поперечной балке с помощью дополнительной пружины.

Дополнительно, в агрегате газовых центрифуг нижняя часть стержня установлена в пяте, установленной с возможностью горизонтального перемещения в отверстии консоли.

Кроме того, в агрегате газовых центрифуг на нижнюю часть стержня надета резиновая втулка, расположенная с зазором в отверстии поперечной балки.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, состоит в том, что в предлагаемой конструкции агрегата газовых центрифуг за счет изменения конструкции крепления и взаимосвязей элементов крепления агрегата на колоннах обеспечивается проскальзывание агрегата относительно колонн при действии сейсмических возмущений на основания колонн. Взаимное перемещение агрегата и колонн при наличии между ними установленного оптимального трения скольжения эффективно гасит колебания агрегата и всей конструкции компоновки и уменьшает коэффициент усиления сейсмических воздействий как для центрифуг этого агрегата, так и для центрифуг других агрегатов при землетрясениях, что повышает надежность работы газовых центрифуг.

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 в увеличенном масштабе.

Агрегат 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 пяты 6 на консоли 7 колонн 8. Верхние поперечные балки 3 дополнительно опираются на втулки 9, в которых установлены стержни 10. Между втулкой 9 и стержнем 10 размещена поджатая с помощью шайб 11 и гаек 12 пружина 13. Нижний конец стержня 10 установлен в пяте 6, размещенной в отверстии 14 консоли 7 с возможностью горизонтального перемещения в пределах зазора Δ. Верхний конец втулки 9 прижат к поперечной балке 3 дополнительной тарельчатой пружиной 15 с помощью шпильки 16 шайбы 17 и гайки 18. На нижнюю часть стержня 10 надета резиновая втулка 19, расположенная с зазором δ в отверстии 20 поперечной балки 3.

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 без вертикальных перемещений, так как балки 3 скользят по шайбам 5, а последние по втулкам 6, не отрываясь от поверхности друг друга.

При этом стержни 10 наклоняются в пределах зазоров в балке 3, создавая упругую восстанавливающую центральное положение агрегата силу. За счет трения между балками 3 и консолями 7 происходит поглощение части энергии сейсмических воздействий на агрегат и уменьшение величин максимальных ускорений агрегата по сравнению с ускорениями консолей. Настройка на оптимальный режим работы агрегата при сейсмических воздействиях осуществляется поджатием пружин 13 гайками 12 и дополнительных пружин 15 гайками 18. При поджатии пружин 13 гайками 12 часть веса агрегата передается на стержни 10, а сила нормального давления балок 3 на консоли 7 уменьшается, снижая величину трения между агрегатом и консолями 7 до оптимального значения. При поджатии пружин 15 гайками 18 изменяется величина упругой восстанавливающей центральное положение агрегата силы.

При больших относительных смещениях балки 3 и пяты 6, превышающих величину зазора δ в отверстии 20 поперечной балки 3, резиновая втулка 19 предотвращает ударные взаимодействия стержня 10 с краем отверстия 20. Дополнительное уменьшение сильных взаимодействий агрегата и консолей 7 происходит в результате горизонтального перемещения пят 6 в отверстиях 14 в пределах зазора Δ.

При оптимальной настройке в зависимости от массы агрегата и собственной частоты колебаний колонн величины максимальных ускорений агрегата по сравнению с ускорениями консолей уменьшаются в 1,5÷2 раза, что повышает надежность работы газовых центрифуг агрегата.

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. Агрегат газовых центрифуг содержит расположенные двумя рядами центрифуги, закрепленные на общей раме с поперечными балками, установленными на опорные консоли колонн. Поперечные балки дополнительно оперты на втулки, в которые установлены с возможностью вертикального перемещения опертые на консоли подпружиненные к втулкам стержни. Данная конструкция позволяет повысить надежность газовых центрифуг в конструкции агрегатов, размещенных в верхних ярусах компоновок при повышенной сейсмической активности и бальности сейсмических возмущений. 4 з.п. ф-лы, 3 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 поперечные балки дополнительно оперты на втулки, в которые установлены с возможностью вертикального перемещения опертые на консоли, подпружиненные к втулкам стержни.2. Агрегат газовых центрифуг по п.1, отличающийся тем, что пружина поджата к втулке с помощью расположенной на стержне гайки.3. Агрегат газовых центрифуг по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что верхний конец втулки дополнительно прижат к поперечной балке с помощью дополнительной пружины.4. Агрегат газовых центрифуг по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что нижняя часть стержня установлена в пяте, установленной с возможностью горизонтального перемещения в отверстии консоли.5. Агрегат газовых центрифуг по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что на нижнюю часть стержня надета резиновая втулка, расположенная с зазором в отверстии поперечной балки.