СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ НАПОЛНЕНИЯ БАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2014 года по МПК G21C21/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству для наполнения банок материалами, предназначенными для изготовления ядерного топлива, в частности для изготовления таблеток смешанного оксидного топлива (смесь РuO₂ и UO₂).

Уровень техники

Таблетки смешанного оксидного топлива изготавливают следующим образом: различные материалы, используемые при изготовлении таблеток, хранят отдельно в форме порошка. Этими материалами являются UO₂, РuO₂ и шамот. Эту смесь порошков спрессовывают для образования таблеток, которые в дальнейшем подвергают спеканию.

Смесь изготавливают в банках. Для этого в банке располагают заданное количество шамота и далее помещают заданное количество РuO₂ и, наконец, заданное количество UO₂, хотя UO₂ может быть помещен в банку до РuO₂.

Количества, располагаемые в банке, измеряют по весу.

Из-за токсичности обращение с порошками оксидов плутония и урана требует строгих мер предосторожности. В частности, при пересыпании порошков они склонны рассеиваться. Таким образом, их необходимо изолировать.

Наполнение осуществляют в защитной камере с перчатками для предотвращения утечек порошка. Тем не менее, необходимо, насколько это возможно, предотвращать загрязнение систем, расположенных в защитной камере с перчатками, и внешней поверхности банки, так как эту банку будут перемещать в другое место для изготовления таблеток. Между резервуарами и банкой располагают соединительное устройство.

Для перемещения порошка от резервуаров до устройства наполнения обычно используют вибрационные желоба. Таким образом, вибрации передаются на устройство наполнения. Следовательно, чтобы не мешать измерениям веса, избегают контакта между устройством наполнения и банкой.

Известные устройства наполнения содержат трубку наполнения, заходящую в горлышко банки, при этом исключается любой контакт с указанной банкой, что делается для предотвращения искажения измерений веса и осуществления динамического удержания порошков, то есть осуществления непрерывного всасывания в пространстве между горлышком банки и трубкой наполнения с целью сбора любого порошка, который мог просыпаться.

Вышеуказанное устройство является сложным. Оно требует очень точного расположения для предотвращения контакта с банкой при одновременном обеспечении очень малого зазора, порядка нескольких миллиметров.

Кроме того, это непрерывное всасывание производят с помощью системы всасывания, в которой используются загрязняющиеся со временем фильтры. Для поддержания эффективности удержания порошка эти фильтры необходимо регулярно менять, вследствие чего образуются ядерные отходы, которые необходимо утилизировать.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в создании системы наполнения контейнера порошком для изготовления ядерного топлива, позволяющей безопасно и точно дозировать количество порошка и уменьшить количество отходов.

Поставленная задача решена в устройстве соединения контейнера с порошками, содержащем цилиндрическую трубку, предназначенную для расположения напротив отверстия наполнения контейнера без контакта с кромками отверстия, причем кольцо герметично контактирует с кромками отверстия и герметично окружает трубку наполнения и перемещается относительно упомянутой трубки. Кольцо механически разъединено с трубкой наполнения, чтобы не мешать взвешиванию во время наполнения. Тогда только уплотнительное кольцо должно быть учтено при взвешивании.

Это устройство обеспечивает герметичное замкнутое пространство, при котором не требуется наличия системы всасывания. Следовательно, не используются фильтры. Поэтому исключено образование отходов.

Кроме того, в этом устройстве не требуется большой точности позиционирования относительно контейнера. Следовательно, малы риски ошибок при изготовлении смеси.

Другими словами, между соединительным устройством и контейнером образовано статическое уплотнение, обеспечивающее безопасную и надежную систему.

Следовательно, объектом изобретения является в основном герметичное соединительное устройство между системой подачи порошковых или гранулированных материалов, нужных для изготовления ядерного топлива, и контейнером, снабженным отверстием наполнения, при этом упомянутое устройство содержит:

- неподвижную соединительную часть, выполненную с возможностью соединения с системой подачи;

- соединительную часть, выполненную с возможностью перемещения относительно неподвижной соединительной части и с возможностью соединения с отверстием наполнения контейнера;

при этом подвижная соединительная часть содержит на уровне одного нижнего по потоку конца, по меньшей мере, одно уплотнение, выполненное с возможностью образования герметичного соединения при контакте с контурами отверстия наполнения, и нижний по потоку конец подвижной соединительной части соединен с неподвижной соединительной частью с помощью герметичного и гибкого средства так, чтобы обеспечивалось механическое разъединение нижнего по потоку конца подвижной соединительной части и неподвижной соединительной части.

Неподвижная соединительная часть может образовывать бункер для сбора материалов, при этом подвижная соединительная часть содержит опорное кольцо, установленное герметично и с возможностью перемещения вокруг неподвижной трубки, и уплотнительное кольцо, образующее нижний по потоку конец подвижной соединительной части, при этом уплотнительное кольцо предназначено для герметичного контакта с контуром отверстия наполнения, причем уплотнительное кольцо и опорное кольцо соединены герметичным сильфоном, обеспечивающим механическое разъединение неподвижной соединительной части и нижнего по потоку конца подвижной соединительной части.

Предпочтительно, чтобы герметичное соединительное устройство согласно изобретению содержало средства ограничения отдаления уплотнительного кольца от опорного кольца, при этом упомянутые средства находятся в рабочем положении, когда уплотнительное кольцо не контактирует с контуром отверстия наполнения, и в нерабочем положении, когда уплотнительное кольцо контактирует с контуром отверстия наполнения.

Средства ограничения содержат, например, радиальные пальцы и буртик, расположенный выше по потоку относительно пальцев так, что, когда уплотнительное кольцо входит в контакт с контуром отверстия наполнения, буртик и пальцы отделяются друг от друга.

Устройство также может содержать средство перемещения опорного кольца вдоль оси относительно неподвижной соединительной части, например, средство типа электрического силового цилиндра.

Средство уплотнения расположено на уплотнительном кольце и образовано, например, манжетным уплотнением, установленным в канавке.

Предпочтительно сильфон установлен на опорном кольце с помощью крепежного фланца, а верхний и нижний по потоку концы сильфона установлены соответственно на крепежном фланце и уплотнительном кольце с помощью зажимных хомутов. Таким образом, облегчается замена сильфона.

Крепежный фланец, например, соединен в осевом направлении с опорным кольцом с помощью байонетной системы.

Предпочтительно, опорное кольцо продолжается в виде трубки транспортировки в направлении уплотнительного кольца, направляя порошок до отверстия наполнения контейнера и защищая сильфон.

Также между трубкой транспортировки и приемным бункером может быть расположено средство уплотнения, обеспечивающее перемещение с уплотнением.

Опорное кольцо может содержать вентиляционное кольцо и сообщаться с внутренней полостью контейнера через проход, образованный между сильфоном и трубкой транспортировки.

Другим объектом изобретения является система наполнения, содержащая трубки подачи порошков, герметичное соединительное устройство согласно изобретению и устройство взвешивания, поддерживающее контейнер, при этом трубки подачи соединены с неподвижной соединительной частью.

Предпочтительно, чтобы трубки подачи представляли собой вибрационные желоба. Вибрационные желоба могут работать так, чтобы подавать материалы на высокой скорости в начале наполнения и далее подавать материалы на меньших скоростях, когда доставленное количество близко к требуемому количеству.

Предпочтительно система взвешивания выполнена с возможностью установки близко к отверстию наполнения контейнера герметичного соединительного устройства.

Еще одним объектом изобретения является способ наполнения контейнера с помощью системы наполнения контейнера согласно изобретению, при этом упомянутый способ включает следующие этапы, на которых:

- располагают контейнер под соединительным устройством;

- взвешивают контейнер;

- перемещают герметичное соединительное устройство близко к отверстию наполнения контейнера;

- перемещают уплотнительное кольцо до контакта с контуром отверстия наполнения с целью получения герметичного соединения;

- взвешивают устройство, образованное контейнером и уплотнительным кольцом;

- доставляют материал или материалы.

Между каждым наполнением материалом предпочтительно отделять уплотнительное кольцо от контура отверстия наполнения и взвешивать контейнер с содержимым.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания и приложенных чертежей.

На фиг.1 показано соединительное устройство, находящееся в положении отсоединения от наполняемого контейнера, вид в продольном разрезе;

на фиг.2А показано соединительное устройство, находящееся в положении соединения с контейнером, вид в продольном разрезе;

на фиг.2В показано соединительное устройство, изображенное на фиг.2А, увеличенный вид;

на фиг.3 детально показана деталь устройства, изображенного на фиг.1.

Осуществление изобретения

Блок изготовления ядерного топлива содержит систему наполнения банки, при этом упомянутая система содержит модуль дозирования, включающий в себя несколько трубок, предназначенных для доставки порошка к устройству соединения с банкой. Банка расположена на весах, и дозирование осуществляют с помощью взвешивания банки. Когда изготовлена смесь порошка, наполненную банку заменяют пустой банкой.

На фиг.2А показан пример осуществления соединительного устройства 2 согласно изобретению, расположенного над контейнером 4, в котором изготавливают смесь. Контейнер 4 обычно называют банкой.

В качестве примера при описании будет использовано изготовление смеси порошков РuO₂ и порошков UO₂. Тем не менее, настоящее изобретение применимо ко всем типам порошков. В данном документе под порошком понимается материал в гранулах или в виде частиц, размер которых может достигать примерно 1 мм.

Банка 4 содержит отверстие 6 наполнения, заканчивающееся горлышком 8.

Показанное на фиг.1, 2А и 2В соединительное устройство 2 находится между зоной, расположенной выше по потоку относительно соединительного устройства, через которую поступают различные порошки (не показаны), и банкой 4.

Соединительное устройство 2 имеет по существу продольную ось X.

Продольная ось Х в целом совпадает с направлением перемещения порошков.

Банка 4 также имеет продольную ось и расположена под устройством так, чтобы ось банки по существу совпадала с осью X.

Согласно изобретению соединительное устройство содержит неподвижную часть I, расположенную со стороны зоны поступления порошка и называемую верхней по потоку частью, и подвижную часть II, расположенную со стороны банки 4 и называемую нижней по потоку частью.

Верхняя по потоку часть I содержит приемный бункер 10 оси X, первый продольный конец 10.1 которого расположен со стороны зоны транспортировки порошка, а второй продольный конец 10.2 которого предназначен для направления порошков к банке.

Нижняя по потоку часть II расположена вокруг бункера 10 и выполнена с возможностью перемещения вдоль оси X.

Нижняя по потоку часть II образует подвижную секцию, состоящую из первой части 12, образующей опору, и второй части 14, предназначенной для контакта с горлышком 8 банки 4.

Первая часть 12 содержит верхний по потоку продольный конец 12.1 и нижний по потоку продольный конец 12.2. Нижний по потоку продольный конец 12.2 расположен напротив отверстия 6 наполнения и направляет порошок в это отверстие 6.

Первая часть 12 содержит опорное кольцо 18, которое продолжается трубкой 16, установленной на одной прямой с бункером 10.

Перемещение опорного кольца 18 и трубки 16 транспортировки относительно бункера предпочтительно облегчается шарикоподшипниковым ползуном 19.

Первая часть 12 содержит, в области нижнего по потоку конца, стопорные элементы 22, выступающие радиально внутрь. В показанном примере эти стопорные элементы выполнены в виде пальцев 24, выступающих радиально внутрь.

Первая часть 12 также может содержать вентиляционное отверстие, выполненное в опорном кольце 18 в области верхнего по потоку конца трубки 16. Если диаметр бункера 10 достаточно большой, то риск засорения прохода отсутствует, и газы, присутствующие в банке, поднимаются в бункер. В этом случае устройство полностью герметично.

Нижний по потоку конец 10.2 приемного бункера 10 содержит внешний буртик 27, взаимодействующий с радиальной поверхностью 29 опорного кольца 18, выступающей внутрь, так что образуется осевое стопорное средство для перемещения первой части 12. Кроме того, этот контакт образует уплотнение металл-металл. Радиальная поверхность 29 расположена на съемном кольце, позволяющем установить первую часть 12 на приемном бункере 10.

Вторая часть 14 имеет по существу форму кольца и перемещается вдоль оси Х относительного первой части 12.

В области своего нижнего по потоку конца кольцо 14 содержит опорную поверхность 28, выполненную с возможностью прижатия к плоской поверхности горлышка 8 банки 4. Эта опорная поверхность 28 содержит средство 30, обеспечивающее герметичный контакт между опорной поверхностью 28 и горлышком банки. Это средство 30 образовано, в показанном примере, манжетным уплотнением, установленным в канавке, выполненной в опорной поверхности 28.

Уплотнительное кольцо 14 содержит буртик 32, выступающий радиально наружу выше по потоку относительно пальцев 24 и взаимодействующий с пальцами 24 с целью образования осевого стопорного средства кольца 14 относительно опоры 12, когда уплотнительное кольцо 14 больше не опирается на горлышко 8 банки.

Внутренний проход 36 уплотнительного кольца 14 имеет в области его нижнего по потоку конца горловину 38 суженной формы, чтобы направлять порошок в сторону оси трубки и чтобы защищать манжетное уплотнение 30.

Между приемным бункером 10 и первой частью 12 расположено средство 40 уплотнения. В показанном примере этим средством является соединение, установленное во внутренней поверхности трубки 16 и прижимающееся к наружной поверхности бункера 10.

Соединение 40 выполнено так, что сохраняет полноту прижатия при перемещении трубки 16 транспортировки.

Кроме того, между первой частью 12 и второй частью 14 установлено средство 42 уплотнения.

Средство 42 уплотнения выполнено так, чтобы обеспечить механическое разъединение опорного кольца 18 и уплотнительного кольца 14 и, более конкретно, приемного бункера 10 и уплотнительного кольца 14, контактирующего с банкой.

Действительно, как правило, перемещение порошков производят с помощью вибрационных систем типа вибрационного желоба, но эти вибрации вносят искажения в операции взвешивания. Благодаря изобретению эти вибрации не передаются на кольцо и, следовательно, не передаются на банку 4.

В показанном примере средство 42 уплотнения выполнено в виде гибкого сильфона, расположенного продольно между верхней по потоку поверхностью кольца 14 и нижней по потоку поверхностью радиального выступа опорного кольца 18. Достоинство сильфона 42 состоит в том, что он складывается, когда вторая часть II находится в верхнем положении, и, следовательно, он не препятствует относительному перемещению первой и второй частей. Достоинство формы сильфона состоит в том, что он обладает остаточным действием, которое незначительно изменяется со временем, то есть усилие, которое применено к банке и, следовательно, к весам, приблизительно постоянно с течением времени. Следовательно, при измерении можно вычесть это усилие. Напротив, рукав, выполненный из гибкого и сжимаемого материала, может обладать изменяющимся остаточным действием, которое может вызвать изменение опорного усилия со стороны банки и, следовательно, вносить искажения в операцию взвешивания.

Можно также использовать гибкий элемент цилиндрической формы или элемент другой формы в сечении, при этом элемент должен быть выбран так, чтобы он не оказывал влияния на операцию взвешивания.

На фиг.3 показан сильфон 42 с кольцом 14 и крепежным фланцем на первой части.

Сильфон 42 установлен первым верхним по потоку концом на крепежном фланце 46 с помощью зажимного хомута 48, а вторым нижним по потоку концом на уплотнительном кольце 14 с помощью зажимного хомута 50.

Соединение нижнего по потоку конца сильфона 42 с уплотнительным кольцом 14 особенно предпочтительно, так как оно позволяет использовать сильфон в качестве устройства ограничения для уплотнительного кольца. Действительно, если только сильфон сдерживает уплотнительное кольцо 14, то самое большое расстояние, на которое перемещается уплотнительное кольцо 14, равно развернутой длине сильфона. Следовательно, перемещение уплотнительного кольца ограничено и совместимо с работой устройства.

Крепежный фланец 46 прикреплен к первой части.

Между крепежным фланцем 46 и опорным кольцом 18 имеется соединение.

Крепежный фланец 46 может предпочтительно быть прикреплен и легко отцеплен от первой части, предоставляя, таким образом, возможность более легкой замены сильфона. В показанном примере средство крепления является средством крепления байонетного типа. Первая часть содержит выступы 52, образованные из стержня и головки, выступающих от нижней по потоку поверхности первой части, а крепежное кольцо 46 содержит отверстия 54, состоящие из участка меньшей ширины, близкого к диаметру стержня, и участка большей ширины, близкого к диаметру головки, что сделано для обеспечения возможности их заведения в отверстие. Например, выступы необходимо просто вставить в участки большей ширины, а затем крепежный фланец 46 повернуть вокруг своей оси относительно первой части 12, чтобы расположить упоры в участках меньшей ширины.

Таким образом, обеспечивают осевое соединение сильфона 42 с первой частью 12.

Для замены сильфона 42 необходимо просто повернуть крепежный фланец в обратном направлении относительно первой части.

Использование зажимных хомутов имеет следующее достоинство: они просты в использовании, быстро соединяются и обеспечивают надежное крепление. Тем не менее, могут быть использованы другие варианты крепежа.

Предпочтительно на продольных концах сильфона расположены опоры 56, выступающие радиально наружу и предназначенные для установки сильфона. Эти опоры 56 позволяют сильфону 42 удлиняться, чтобы он мог быть расположен в корпусах сопряженных частей. Наличие этих опор 56 облегчает установку сильфона 42, с условием, что ее осуществляют удаленно с помощью перчаток или надетых поверх перчаток. Может быть предусмотрено, чтобы хомуты устанавливались в петли в опорах для предотвращения при установке падения хомутов в защитную камеру с перчатками.

Желательно, чтобы трубка 16 транспортировки выступала на всю длину разложенного сильфона, защищая его от избыточного контакта с порошком и предотвращая попадание порошка в складки сильфона.

Порошки ядерного топлива очень агрессивны, в частности для таких синтетических материалов, как материалы, используемые при изготовлении сильфонов и прокладочных уплотнений. Следовательно, необходимо уменьшить непосредственный контакт между сильфоном и порошком. Желательно, чтобы трубка 16 уменьшала этот контакт.

Кроме того, в случае если имеется вентиляционное отверстие, между трубкой 16 транспортировки и сильфоном 42 установлена вентиляционная трубка 44, доходящая до вентиляционного отверстия.

Предпочтительно, чтобы крепежный фланец 46 защищал от порошка верхний по потоку конец сильфона 42.

Аналогично уплотнительное кольцо 14 закрывает нижний по потоку конец сильфонного соединения и расположено между порошком и соединением.

Также имеется средство размещения кольца 14 на горлышке банки. Банку 4 предпочтительно устанавливать близко к уплотнительному кольцу 14. Действительно, весы, на которых расположена банка 4, обычно содержат средство поднятия банки. Таким образом, упрощается соединительное устройство и используется уже существующее средство.

На фиг.2А показано механическое средство 56 типа электрического силового цилиндра, используемое для опускания и поднятия второй части II. Также возможно предусмотреть опускание второй части II и поднятие банки.

Далее следует описание расположения соединительного устройства 2 на горлышке 8 банки при перемещении соединительного устройства 2, соответствующего настоящему изобретению.

Банку 4 располагают под соединительным устройством 2.

Вторую часть II опускают относительно приемного бункера 10. Таким образом, перемещают опорное кольцо 18 и трубку 16 транспортировки вдоль бункера 10, при этом соединение 40 соприкасается с внутренней поверхностью трубки 16 и обеспечивает уплотнение. Уплотнительное кольцо приближается к горлышку 8 банки 4.

После некоторого перемещения опорная поверхность уплотнительного кольца 14 входит в контакт с горлышком банки. Опорное кольцо 18 продолжает перемещаться до тех пор, пока пальцы 24 не отделятся от буртика 32 уплотнительного кольца 14. Далее уплотнительное кольцо 14 освобождается, упирается в горлышко и за счет силы тяжести его вес прижимает манжетное уплотнение 30 к горлышку 8 банки, обеспечивая герметичный контакт, что показано на фиг.2А и 2В (где уплотнение герметично прижато). На фиг.1 манжетное уплотнение 30 находится в неприжатом состоянии.

В этот момент соединительное устройство 2 установлено и обеспечивает герметичный контакт между областью подачи порошка и банкой 4. Система готова для наполнения банки 4.

Не обязательно, чтобы соединительное устройство было полностью установлено, то есть чтобы первая часть 12 находилась в крайнем нижнем положении, как показано на фиг.2А и 2В. Действительно, уплотнение между устройством и банкой реализуется благодаря весу уплотнительного кольца 14.

Тем не менее, проверяют, опирается ли первая часть 12 на приемный бункер 10, или более конкретно проверяют, контактируют ли поверхности 27 и 29, что делается для обеспечения повторяемости значения давления сильфона, таким образом, гарантируют, что усилие, вызванное остаточным действием сильфона, одинаково при каждой операции стыковки. Кроме того, этот контакт металл-металл обеспечивает дополнительное уплотнение.

Во время наполнения порошок сыпется в приемный бункер 10 и далее в трубку 16 транспортировки и попадает в горлышко 8 банки. Воздух, содержащийся в банке, выходит через вентиляционный проход или проходит в бункер.

Поток порошка осуществляется в герметично закрытом пространстве посредством манжетного уплотнения 30, которое прижато к горлышку 8 банки с помощью сильфона 42, расположенного между опорным кольцом 18 и кольцом 14, и соединения 40 между бункером 10 и опорным кольцом 18. Предотвращение распространения порошка достигается без использования системы всасывания. Следовательно, больше не стоит проблема утилизации загрязненных фильтров. Кроме того, не существует риска плохой работы уплотнения, так как оно образовано статичными элементами.

Кроме того, подачи порошка, в общем, добиваются с помощью вибрационных желобов (не показаны). Благодаря механическому разъединению приемного бункера 10 и банки 4, достигаемого с помощью сильфона, имеющиеся вибрации не передаются на банку и, следовательно, не передаются на весы. Это не мешает осуществлять этапы взвешивания.

Более того, относительное расположение банки 4 и соединительного устройства 2 не требует большой точности. Все, что требуется, - это отделение пальцев от буртика.

Следовательно, устройство согласно изобретению обеспечивает большую безопасность в работе и легкость в обслуживании.

Банку удаляют путем подъема первой части 12, которая после перемещения на некоторое расстояние соприкасается с пальцами 24, которые поднимают уплотнительное кольцо 14, а последнее отделяется от горлышка банки. Поднятие первой части 12 на большее расстояние позволяет удалить уплотнительное кольцо от банки достаточно далеко; таким образом, банку можно легко снять с весов и удалить с помощью транспортера.

Взаимодействие пальцев 24 и буртика 32 предпочтительно позволяет поддерживать уплотнительное кольцо 14, когда оно не опирается на горлышко 8 банки. Тем не менее, можно предусмотреть использование герметичного сильфона 42 в качестве опоры для уплотнительного кольца 14. Достоинством этого будет упрощение соединительного устройства 2. Тем не менее, в этом случае на сильфон 42 будет действовать усилие растяжения во время всех фаз покоя, что может уменьшить срок его эксплуатации.

Далее следует описание этапа наполнения банки, направленного на изготовление таблеток смешанного оксидного топлива.

Смесь, используемая для изготовления таблеток смешанного оксидного топлива, содержит PuO₂, UO₂ и шамот.

Операция наполнения включает в себя следующие этапы:

- взвешивают пустую банку 4;

- опускают подвижную часть II до тех пор, пока уплотнительное кольцо не придет в положение опоры на горлышко 8 банки, и до тех пор, пока пальцы 24 не будут отделены от буртика 32;

- взвешивают устройство, образованное пустой банкой 8 и уплотнительным кольцом 14;

- наполняют шамотом, одновременно взвешивая количество шамота, расположенного в банке;

- поднимают часть II так, чтобы отделить уплотнительное кольцо 14 от горлышка 8 банки;

- взвешивают банку 4, содержащую шамот; если масса шамота соответствует требуемому значению, то переходят к наполнению РuO₂ и UO₂, в противном случае массу шамота регулируют и уплотнительное кольцо 14 возвращают обратно;

- после этого уплотнительное кольцо возвращают обратно на горлышко банки;

- далее добавляют РuO₂ и UO₂, одновременно взвешивая количество оксида, расположенного в банке;

- снова поднимают часть II так, чтобы отделить уплотнительное кольцо 14 от горлышка 8 банки;

- взвешивают банку, содержащую шамот и оксид; если масса оксида соответствует требуемому значению, переходят к наполнению другим оксидом, в другом противном случае массу упомянутого оксида регулируют и уплотнительное кольцо 14. возвращают обратно;

- уплотнительное кольцо 14 возвращают обратно на горлышко банки, располагают последний оксид в банке, одновременно взвешивая количество оксида, расположенного в банке;

- снова поднимают часть II так, чтобы отделить уплотнительное кольцо 14 от банки 4;

- взвешивают банку 4, содержащую шамот и оксиды, если масса другого оксида соответствует требуемому значению, заканчивают наполнение, в противном случае массу упомянутого оксида регулируют, возвращая уплотнительное кольцо 14 обратно.

Как отмечено выше, порошки обычно транспортируют из их резервуара до соединительного устройства с помощью вибрационных транспортеров, известных как вибрационные желоба.

Для соответствия скоростям наполнения и также для обеспечения точности дозировок вибрационные желоба работают на высокой скорости с целью доставки порошка массы М'=М-Λ, где М - требуемая масса порошка и Λ - небольшая масса потерявшегося порошка.

Когда весы показывают, что достигнута масса М', система управления транспортером уменьшает скорость, которая изменяется до средней скорости, а потом до малой скорости, до тех пор, пока весы не покажут, что получена масса М. В этом момент останавливается вибрационный лоток.

Этот цикл управления вибрационным желобом аналогичен для каждого вибрационного желоба, соединяющего резервуары шамота, РuO₂ и UO₂ с приемным бункером.

Обслуживание соединительного устройства упрощено. Следовательно, упрощается замена сильфона 42. Действительно, нужно просто отцепить крепежный фланец 46 от первой части 12 путем его поворота и далее отделить уплотнительное кольцо 14 и крепежный фланец 46 от сильфона 42 путем снятия зажимных хомутов 48, 50. Предпочтительно, чтобы до отцепления фланца 46 от первой части 12 фланец 46 и уплотнительное кольцо 14 были закреплены после их приближения один к другому, например, вдоль поперечной оси. Сильфон 42 сжимают и, таким образом, предотвращают опасность его повреждения при удлинении под нагрузкой уплотнительного кольца 14.

Далее с сильфоном 42 обращаются как с радиоактивным отходом и уплотнительное кольцо 14 и крепежный фланец 46 повторно устанавливают на новый сильфон 42, который в дальнейшем вставляют на место в соединительное устройство.

В показанном примере осевое стопорное средство, расположенное между первой частью 12 и уплотнительным кольцом 14, просто при изготовлении и надежно работает. Тем не менее, может быть использовано более сложное стопорное средство, содержащее, например, движущиеся части.

Изобретение относится к системе наполнения емкостей порошковым материалом, например, для изготовления ядерного топлива. Система содержит устройство для соединения емкости и системы подачи материалов. Устройство содержит неподвижную соединительную часть (I), выполненную с возможностью соединения с системой подачи, и подвижную соединительную часть (II), выполненную с возможностью перемещения относительно неподвижной соединительной части (I) и с возможностью соединения с отверстием наполнения контейнера (4). Подвижная соединительная часть (II) содержит на уровне нижнего по потоку конца, по меньшей мере, одно средство (30) уплотнения, выполненное с возможностью образования герметичного соединения путем примыкания к контуру отверстия наполнения. При этом нижний по потоку конец подвижной соединительной части (II) соединен с неподвижной соединительной частью (I) посредством гибкого средства (42) уплотнения с возможностью обеспечения механического разъединения нижнего по потоку конца подвижной соединительной части (II) и неподвижной соединительной части (I). 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Герметичное соединительное устройство для герметичного соединения системы подачи порошковых или гранулированных материалов и контейнера, снабженного отверстием наполнения, содержащее неподвижную соединительную часть (I), выполненную с возможностью соединения с системой подачи, и подвижную соединительную часть (II), выполненную с возможностью перемещения относительно неподвижной соединительной части (I) и с возможностью соединения с отверстием наполнения контейнера (4), при этом подвижная соединительная часть (II) содержит на уровне нижнего по потоку конца, по меньшей мере, одно средство (30) уплотнения, выполненное с возможностью образования герметичного соединения путем примыкания к контуру отверстия наполнения, при этом нижний по потоку конец подвижной соединительной части (II) соединен с неподвижной соединительной частью (I) посредством гибкого средства (42) уплотнения с возможностью обеспечения механического разъединения нижнего по потоку конца подвижной соединительной части (II) и неподвижной соединительной части (I), причем подвижная соединительная часть (II) содержит первую часть (12), образующую опору, и вторую часть (14), образующую нижний по потоку конец подвижной соединительной части (II) и на которой расположено средство (30) уплотнения, при этом герметичное соединительное устройство содержит средства (22, 24, 32) ограничения, выполненные с возможностью ограничения отхождения второй части (14) от первой части (12), причем указанные средства находятся в рабочем положении, когда вторая часть (14) не контактирует с контуром отверстия наполнения, и в нерабочем положении, когда вторая часть (14) контактирует с контуром отверстия наполнения.

2. Герметичное соединительное устройство по п.1, в котором средства (22, 24, 32) ограничения содержат радиальные пальцы (24) и буртик (32), расположенный выше по потоку относительно пальцев (24) так, что, когда вторая часть (14) входит в контакт с контуром отверстия наполнения, буртик (32) и пальцы (24) отделяются друг от друга.

3. Герметичное соединительное устройство по п.1 или 2, в котором неподвижная соединительная часть (I) образует бункер (10) для сбора материалов, причем первая часть (12) подвижной соединительной части (II) содержит опорное кольцо (18), установленное вокруг приемного бункера (10) герметично и с возможностью перемещения, а вторая часть (14) образует уплотнительное кольцо, при этом уплотнительное кольцо (14) и опорное кольцо (18) соединены герметичным сильфоном (42), выполненным с возможностью механического разъединения неподвижной соединительной части (I) и нижнего по потоку конца подвижной соединительной части (II).

4. Герметичное соединительное устройство по п.3, в котором средство (30) уплотнения, расположенное на уплотнительном кольце (14), образовано манжетным уплотнением, установленным в канавке.

5. Герметичное соединительное устройство по п.3, в котором опорное кольцо (18) продолжается трубкой (16) транспортировки в направлении уплотнительного кольца (14).

6. Герметичное соединительное устройство по п.5, в котором между трубкой (16) транспортировки и приемным бункером (10) расположено средство (40) уплотнения, обеспечивающее перемещение с уплотнением.

7. Герметичное соединительное устройство по п.3, содержащее средство (56), выполненное с возможностью перемещения опорного кольца (18) вдоль оси относительно неподвижной соединительной части.

8. Герметичное соединительное устройство по п.3, в котором сильфон (42) соединен с опорным кольцом (18) посредством крепежного фланца (46), а верхний и нижний по потоку концы сильфона (42) соединены с крепежным фланцем (46) и уплотнительным кольцом (14) посредством зажимных хомутов (48, 50) соответственно.

9. Герметичное соединительное устройство по п.8, в котором крепежный фланец (46) соединен в осевом направлении с опорным кольцом (18) посредством байонетной системы.

10. Герметичное соединительное устройство по п.5, содержащее вентиляционное отверстие в опорном кольце и сообщающееся с внутренней полостью банки посредством прохода, образованного между сильфоном (42) и трубкой (16) транспортировки.

11. Система наполнения, содержащая трубки подачи порошковых или гранулированных материалов, герметичное соединительное устройство по любому из пп.1-10 и устройство взвешивания, на котором расположен контейнер, при этом трубки подачи соединены с неподвижной соединительной частью.

12. Система наполнения по п.11, в которой трубки подачи представляют собой вибрационные желоба.

13. Система наполнения по п.12, в которой вибрационные желоба настроены так, что доставляют материалы на высокой скорости в начале наполнения и далее доставляют материалы на меньших скоростях, когда доставленное количество близко к требуемому количеству.

14. Система наполнения по п.11 или 12, в которой система взвешивания выполнена с возможностью приближения отверстия наполнения контейнера близко к герметичному соединительному устройству.

15. Система наполнения по п.11 или 12 смесью порошковых материалов, предназначенных для изготовления ядерного топлива, содержащей оксид урана и/или оксид плутония или их смесь.

16. Способ наполнения контейнера с помощью системы наполнения контейнера по любому из пп.11-15, включающий этапы, на которых:
- располагают контейнер под соединительным устройством,
- взвешивают контейнер,
- перемещают герметичное соединительное устройство близко к отверстию наполнения контейнера,
- вводят уплотнительное кольцо в контакт с контуром отверстия так, чтобы получить герметичное соединение,
- взвешивают устройство, образованное контейнером и уплотнительным кольцом,
- подают материал или материалы.

17. Способ наполнения по п.16, в котором между каждым наполнением материалом уплотнительное кольцо отделяют от контура отверстия наполнения и взвешивают контейнер с содержимым.