Ротор шлюзового затвора для высоконагретого радиоактивного сыпучего материала Российский патент 2021 года по МПК B65G53/46 

Область техники

Изобретение относится к оборудованию для обработки, выгрузки, погрузки и транспортирования сыпучих материалов, в частности для дозированной выгрузки из бункеров и подачи высоконагретых радиоактивных сыпучих материалов в транспортные трубопроводы и контейнеры, и может найти применение в энергетической промышленности, промышленности строительных материалов, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Уровень техники

Шлюзовые затворы (шлюзовые питатели) являются вспомогательным оборудованием для контролируемой выгрузки/загрузки различных сыпучих материалов из бункеров, силосов, фильтров, циклонов, пневмотранспортных и других герметичных систем в условиях давления, отличающего от атмосферного, в частности при очистке воздуха и переработке сыпучих отходов.

Шлюзовые затворы широко применяются также при дозированной выгрузке/загрузке, подаче и перемещении сыпучих материалов в сельском хозяйстве, в производстве строительных материалов, в химической и энергетической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Главные преимущества шлюзовых затворов - сравнительная простота их конструкции, надежность в работе и способность функционировать автономно, независимо от иного технологического оборудования.

Конструктивно шлюзовой затвор представляет собой роторный механизм, содержащий коаксиально размещенный в корпусе с возможностью вращения вал, сопряженный с несколькими полостями (шлюзами, камерами, ячейками) для сыпучего материала.

Вращение вала роторного механизма шлюзового затвора обычно осуществляется от электромеханического привода (мотор-редуктора).

Совершая обороты вокруг оси, полости ротора захватывают подаваемые сверху частицы сыпучего материала и транспортируют их вниз под действие сил гравитации.

Производительность шлюзовых затворов, таким образом, может варьироваться в зависимости от частоты вращения ротора и объема сопряженных с валом ротора полостей (шлюзов, камер, ячеек).

Основное назначение шлюзовых затворов состоит в дозированной подаче различных сыпучих веществ в местах с перепадами давлений, в том числе внутри транспортных систем при их работе в условиях с пониженным/повышенным давлением и давлением ниже атмосферного.

Иными словами, шлюзовые затворы (шлюзовые питатели, шлюзовики) - технологическое оборудование, используемое для перемещения сыпучих порошковых и гранулированных материалов между участками транспортной системы при перепадах давления, отличных от атмосферного.

Таким образом, одной из основных функций данного технологического оборудования является обеспечение герметичности узлов выгрузки/загрузки, посредством обеспечения минимального зазора между кромками рабочих лопастей ротора и внутренними стенками корпуса, позволяющим разделять подающий и отводящий участки с различным давлением с сохранением перепада давления, предотвращая таким образом попадание атмосферного воздуха в оборудование с пониженным давлением или выход газов из оборудования с повышенным давлением, тем самым сохраняя требуемый перепад давления в оборудовании на постоянном уровне.

Другая основная функция шлюзовых затворов - обеспечение равномерной, регулируемой подачи - дозирования сыпучего материала посредством наличия множества полостей (шлюзов, камер, ячеек) между лопастями ротора, размеры которого и размеры внутренних полостей, впускных и выпускных отверстий корпуса рассчитываются в зависимости от размеров частиц и объемов обработки/перемещения сыпучего материала.

Известны широко используемые в пневмотранспортных установках шлюзовые затворы для загрузки/выгрузки сыпучих материалов, в корпусах которых расположены роторы с лопастями с упругими износостойкими накладками или вставками из резины или иных упругих полимерных материалов.

Известен шлюзовой затвор для подачи сыпучих материалов в трубопровод пневмотранспортной установки, включающий в себя корпус, в котором расположен ротор с лопастями, снабженными сменными упругими износостойкими резиновыми накладками, в котором с целью регулирования радиального зазора между накладками и корпусом, в накладках и лопастях имеются отверстия, в которых расположены регулировочные кулачки, позволяющие при своем повороте передвигать накладки относительно лопастей в радиальном направлении а с целью регулирования торцового зазора между накладками и корпусом, в корпусе между торцовыми крышками его, имеющими втулки с наружной резьбой, и ротором установлены диски со ступицами, проходящими внутри втулок торцовых крышек и перемещающимися в них вдоль вала ротора, причем перемещение осуществляется с помощью насаженных на ступицы гаек при навинчивании последних на втулки [SU 228596 B65G5/14, опубл. 08.10.1968, бюл. № 30].

Недостатком шлюзового затвора по SU 228596 является применение резиновых накладок, что ограничивает температуру его применения до 120-150°С, что, в свою очередь, исключает возможность его применения для нагретых до температур более 150°С сыпучих материалов, а также обуславливает необходимость регулирования зазора между корпусом и лопастями, что проблематично в условиях работы с радиоактивными веществами, поскольку наличие дополнительных элементов регулировки внутри корпуса увеличивает застойные зоны и затрудняет ИХ дезактивацию, что, в свою очередь, способствует накоплению радиоактивности.

Известен шлюзовой затвор преимущественно для подачи сыпучих материалов в трубопровод пневмотранспортной установки, содержащий корпус, в котором расположен на валу ротор с лопастями, имеющими износостойкие накладки, взаимодействующие с рабочей поверхностью корпуса, в котором с целью повышения герметизации отсеков ротора, автоматической компенсации радиального зазора между накладками и корпусом, а также упрощения конструкции, лопасти ротора по периметру снабжены упругими пневматическими трубками, постоянно поджимающими износостойкие накладки к рабочей поверхности корпуса. Упругие пневматические трубки лопастей ротора соединены через кольцевую камеру и центральный канал, выполненные в валу ротора, с источником сжатого воздуха, рабочая поверхность корпуса шлюзового затвора выполнена сферической, износостойкие накладки в поперечном сечении выполнены сменными Г-образной формы и в зоне контакта их с рабочей поверхностью корпуса имеют утолщение [SU 447338 B65G 53/46, опубл. 1974.10.25].

Недостатком конструкции по SU 447338 является применение износостойких эластичных накладок и гибких трубок подвода воздуха на роторе, что также ограничивает температуру применения данной конструкции и требует создания пневматической линии и автоматической системы ее управления и контроля. Это значительно усложняет и удорожает конструкцию как таковую и ее эксплуатацию, а наличие дополнительных элементов пневмосистемы внутри корпуса увеличивает количество застойных зон и затрудняет дезактивацию, что, в свою очередь, способствует накоплению радиоактивности.

Известен шлюзовой питатель, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и ротор с радиальными лопастями, образующими ячейки, в котором лопасти либо ротор вместе с лопастями выполнены из эластичного материала, в частности из полиуретана, обладающего способностью к восстановлению первоначальной формы. Диаметр ротора с лопастями больше внутреннего диаметра корпуса шлюзового питателя, а лопасти ротора отогнуты назад относительно направления вращения ротора. По мере износа лопасти распрямляются, обеспечивая постоянную силу прижима к внутренней поверхности корпуса, сохраняя герметичность питателя на весь срок службы эластичного ротора [RU 90426 B65G53/46. Опубл. 10.01.2010. Бюл. № 1].

Недостатком конструкции по RU 90426 является применение эластичных материалов, например, полиуретана, что не только ограничивает температуру применения данной конструкции, но и не позволяет ее применение для сыпучих радиоактивных материалов, поскольку известно, что полимерные материалы подвержены охрупчиванию и разрушению под действием радиации.

Известен затвор шлюзовой самоочищающийся, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, размещенный внутри корпуса ротор с ячейками, оснащенный механическим устройством очистки ротора в виде поворотного скребка, совершающего постоянное круговое вращательное движение от привода очищающегося скребка через «мальтийский механизм», при этом ось вращения скребка смещена в горизонтальной плоскости относительно оси вращения ротора, обеспечивая выход материал из затвора по тангенсе [RU 154561 B65G53/46. Опубл. 27.08.2015. Бюл. № 24].

Недостатком шлюзового затвора по RU 154561 является сложность конструкции и соответственно недостаточно высокая надежность функционирования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является шлюзовый питатель для титановой губки, который для повышения производительности питателя за счет устранения его простоев содержит корпус с отверстиями, в котором установлен ротор с расположенными радиально лопастями, загрузочный и выгрузочный патрубки и упорную плиту. Упорная плита установлена в загрузочном патрубке и с одной стороны прикреплена к стенке корпуса загрузочного патрубка, а с другой стороны установлена с возможностью перемещения относительно этой стенки с помощью регулировочного устройства, размещенного на наружной поверхности патрубка. Корпус загрузочного патрубка выполнен прямоугольной формы, а упорная плита установлена с возможностью перемещения ее до упора с размещением ее под углом 20-30° к корпусу загрузочного патрубка. Регулировочное устройство выполнено в виде плунжера с амортизатором, которые размещены в герметичном корпусе, причем плунжер выполнен с возможностью движения в отверстии упомянутой стенки до упорной плиты [RU 2319653 B65G53/46, B65G 65/48. Опубл. 20.03.2008. Бюл. № 8].

Недостатком шлюзового питателя по RU 2319653 (прототипа) является наличие застойных зон, что не позволяет его использование для радиоактивных сыпучих материалов по причине сложности дезактивации и накоплению радиоактивности

Общим недостатком известных шлюзовых затворов является невозможность их использования для нагретых до температур 200-500°С и более (высоконагретых) радиоактивных сыпучих материалов по причине использования для средств герметизации и уплотнений резиновых и полимерных материалов, быстро разрушающихся под воздействием высокой температуры и радиации, а также наличие в их конструкции застойных зон, в которых может скапливаться радиоактивный материал с повышением радиоактивности, что существенно усложняет дезактивацию оборудования и обуславливает накопление радиоактивности.

Роторов шлюзовых затворов и собственно шлюзовых затворов для нагретых до температур 200-500 и более °С (высоконагретых) радиоактивных сыпучих материалов в объеме проведенного патентного поиска не выявлено.

Задача и технический результат

Задачей изобретения является обеспечение возможности создание конструкции ротора шлюзового затвора для перемещения и дозирования нагретых до температур 200-500 и более °С (высоконагретых) радиоактивных сыпучих материалов, обеспечивающего герметичность относительно внешней среды и исключающего внутренние застойные зоны для предотвращения возможности накопления радиоактивности и повышения эффективности дезактивации.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого ротора шлюзового затвора, является повышение его эффективного функционирования при работе с нагретыми до температуры 200-500 и более °С (высоконагретыми) радиоактивными сыпучими материалами.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается и требуемый технический результат достигается тем, что ротор шлюзового затвора для высоконагретого радиоактивного сыпучего материала, содержащего цилиндрический корпус, сообщающиеся с корпусом, соосные и вертикально ориентированные подводящий и отводящий патрубки, средства коаксиального позиционирования ротора внутри корпуса шлюзового затвора и средства герметизации ротора внутри корпуса шлюзового затвора, согласно изобретения размещаемая в корпусе шлюзового затвора рабочая часть ротора выполнена в форме цилиндрического барабана с продольно расположенными на его цилиндрической поверхности полостями (шлюзами, ячейками) для сыпучего материала, по краям которых выполнены буртики с расположенными за ними защитными канавками.

В предлагаемом роторе шлюзового затвора для обеспечения возможности достижения требуемого технического результата:

продольно расположенные на цилиндрической поверхности барабана полости и расположенные за ними буртики выполнены с общей длиной, большей внутреннего диаметра подающего и отводящего патрубков шлюзового затвора;

продольно расположенные на цилиндрической поверхности барабана полости выполнены с глубиной и шириной большей максимального размера частиц сыпучего материала;

защитные канавки на цилиндрической поверхности барабана выполнены с обеспечением возможности свободного пересыпания из них вытесненных из полостей на поверхности барабана в ходовые зазоры между буртиками и корпусом шлюзового затвора мелких частиц сыпучего материала, вниз в отводящий патрубок через выемки в нижних краях соединения его горловины с корпусом, а

расположенные по краям полостей на поверхности барабана за буртиками защитные канавки выполнены с шириной не менее двукратного размера наибольших частиц сыпучего вещества и глубиной не менее двукратного размера наибольших частиц сыпучего вещества.

При этом ротор шлюзового затвора изготавливают

с возможностью его коаксиального позиционирования внутри корпуса шлюзового затвора посредством боковых крышек корпуса шлюзового затвора и установленных в них подшипников;

с возможностью герметизации его рабочей части внутри корпуса шлюзового затвора посредством сальниковых колец из терморасширенного графита, располагаемых между гладкими краевыми участкам цилиндрической поверхности барабана и корпусом шлюзового затвора и фиксируемых боковыми крышками корпуса прижимными кольцами;

с возможностью его сопряжения с мотор-редуктором с возможностью регулирования скорости вращения ротора в корпусе шлюзового затвора и возможностью дозированной регулируемой подачи сыпучего материала из подводящего патрубка в отводящий патрубок шлюзового затвора, а

размещаемая в корпусе шлюзового затвора рабочая часть ротора изготовлена из коррозионностойкого и температуростойкого материала или содержит покрытие из коррозионностойкого и температуростойкого материала.

Краткое описание чертежей

Сущность и отличительные признаки оригинальной конструкции предлагаемого ротора шлюзового затвора и шлюзового затвора, для которого предназначен предлагаемый ротор, иллюстрируются чертежами.

На фиг. 1 и 2 показана конструкция шлюзового затора с предлагаемым ротором в сборе, включающая:

цилиндрический корпус 1 шлюзового затвора с горизонтально ориентированной осью;

коаксиально устанавливаемый в корпусе 1 ротор 2 с возможностью его регулируемого вращения на высокотемпературных подшипниках 3;

узлы герметизации, содержащие сальниковые кольца 4 из терморасширенного графита, уплотняемые посредством боковых крышек 5 и прижимных колец 6, обеспечивающих совместно с гладкими краевыми частями 14 цилиндрической поверхности барабана ротора 2 надежную герметизацию внутреннего объема корпуса 1 относительно окружающей среды; и

сопрягаемый с ротором 2 мотор-редуктор 7 с регулируемой скоростью вращения;

соосные вертикально ориентированные цилиндрические верхний подающий патрубок 8 и нижний отводящий патрубок 9, посредством которых сыпучий материал подается сверху в корпус затвора 1 и в результате вращения ротора 2 отводится из корпуса 1 вниз по трубопроводу технологической линии.

На фиг. 3, 4 и 5 показана конструкция предлагаемого ротора 2 шлюзового затвора с расположенным в его рабочей части цилиндрическим барабаном с продольно расположенными на его поверхности полостями 10 для сыпучего материала, по краям которых выполнены буртики 11 с расположенными за ними защитными канавками 12, сопрягаемые с узлами герметизации гладкие краевые части 14 цилиндрической поверхности барабана, устанавливаемые в высокотемпературные подшипники 3 на шейки 15 вала ротора 2, сопрягаемый с мотором-редуктором хвостовик 16 вала ротора, а также показана общая длина 17 контактирующей с сыпучим материалом рабочей зоны барабана.

На фиг. 6 и 7 показаны сечения корпуса 1 шлюзового затвора с установленным в нем ротором 2 и соосных вертикально ориентированных цилиндрических верхнего подающего патрубка 8 и нижнего отводящего патрубка 9 с прикрепленными к ним фланцами, а также показаны устанавливаемые при необходимости между ними ребра жесткости, обеспечивающие требуемую жесткость корпуса шлюзового затвора с присоединенными к нему подающим 8 и отводящим 9 патрубками.

На фиг. 6 и 7 показаны также выемки 13 для свободного ссыпания частиц из защитных канавок 12 на роторе 2 в отводящий патрубок 9 в нижних краях области его сопряжения с корпусом 1 шлюзового затвора.

Осуществление изобретения

Шлюзовой затвор с предлагаемым ротором преимущественно предназначен для дозированной подачи сыпучих радиоактивных материалов при температуре 200-550 и более °С, далее – «высокотемпературных радиоактивных сыпучих материалов» при их загрузке/выгрузке с обеспечением герметизации относительно окружающей среды при сохранении перепада давления в подводящем и отводящем патрубках и трубопроводах.

Конструктивно шлюзовой затвор с предлагаемым ротором содержит (фиг. 1, 2) цилиндрический корпус 1 шлюзового затвора с горизонтально ориентированной осью, в котором коаксиально устанавливается предлагаемый ротор 2 посредством высокотемпературных подшипников 3 и боковых крышек корпуса 5.

Вал ротора 2 посредством хвостовика 16 выполнен с возможностью сопряжения с мотором-редуктором 7 с возможностью регулирования скорости вращения ротора.

К корпусу 1 шлюзового затвора присоединяются соосные вертикально ориентированные цилиндрические верхний подающий патрубок 8 и нижний отводящий патрубок 9, посредством которых сыпучий материал из подающего патрубка 8 подается сверху внутрь корпуса 1 шлюзового затвора и попадает в продольно расположенные на цилиндрической поверхности барабана ротора 2 полости 10, а затем в результате вращения ротора 2 отводится из корпуса 1 вниз в отводящий патрубок 9.

На наружных боковых поверхностях корпуса 1 шлюзового затвора, подводящего 8 и отводящего 9 патрубков (фиг. 1, 2, 7, 8) могут быть установлены ребра жесткости, при необходимости повышающие и обеспечивающие жесткость конструкции шлюзового затвора в целом.

Характерной особенностью оригинальной конструкции предлагаемого ротора 2 (фиг. 3, 4, 5) является наличие расположенного в его рабочей части цилиндрического барабана с продольно расположенными на его цилиндрической поверхности полостями 10 (ячейками, шлюзами) для сыпучего материала, по краям которых выполнены буртики 11 с расположенными за ними защитными канавками 12, сопрягаемые с узлами герметизации гладкие краевые части 14 цилиндрической поверхности барабана ротора.

Продольные полости 10 на цилиндрической поверхности барабана ротора выполняют с глубиной и шириной большей максимального размера частиц перемещаемого сыпучего материала.

Ширина буртиков 11 подбирается таким образом, чтобы она была не более величины ходового зазора между поверхностью цилиндрического барабана и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1, обычно при средней точности обработки 0,3-0,5 мм.

Рабочая зона цилиндрической поверхности барабана ротора, включающая продольные полости 10 и буртики 11 выполнена с длиной, большей внутренних диаметров подающего 8 и отводящего 9 патрубков.

Глубина и ширина защитных канавок 12 на цилиндрической поверхности барабана 2 подбирается расчетным путем, но не менее двукратного размера максимально больших частиц сыпучего материала.

Рабочая поверхность барабана ротора может быть дополнительно покрыта коррозионностойким или температуростойким покрытием в зависимости от подаваемого сыпучего материала и его температуры.

Цилиндрический барабан ротора в целях снижения материалоемкости может изготавливаться полым или в виде отдельной детали, насаживаемой на вал ротора.

Герметизация внутреннего рабочего объема в корпусе шлюзового затвора обеспечивается посредством сальниковых колец 4 из терморасширенного графита, широко применяемого в качестве уплотняющего материала на оборудовании объектов использования атомной энергии с возможностью эксплуатации при температурах до 1000°С, размещаемых в ходовом зазоре между плоскими краевыми частями цилиндрической поверхности барабана и корпусом и уплотняемых посредством прижимных колец 6 и боковых крышек 5.

Таким образом, оригинальная конструкция цилиндрического барабана ротора 2 кроме основной функции дозированного перемещения сыпучего материала способна еще и выполнять функцию защиты узлов уплотнения и ходовых зазоров между ротором и корпусом шлюзового затвора.

На боковой поверхности барабана ротора 2 в его центральной рабочей части 17 выбраны ячейки 10 (шлюзы) для сыпучего материала, посредством которых при вращении ротора 2 транспортируемый сыпучий материал дозированно перемещается из верхнего подающего патрубка 8 в нижний отводящий патрубок 9, а на краевых частях рабочей зоны 17 по краям его рабочих ячеек 10 выполнены буртики 11, за которыми выполнены защитные канавки 12, посредством которых часть сыпучего материала, вытесненная при перемещении из ячеек 10 в рабочей части поверхности барабана ротора 2, свободно пересыпается вниз в отводящий патрубок 9 через выемки 13 в нижних частях области его сопряжения с корпусом 1 (фиг. 6, 7).

Возможность регулируемого вращения ротора 2 для регулирования дозированной подачи и дозированного перемещения сыпучего материала может осуществляться посредством сопрягаемого с хвостовиком 16 ротора 2 мотора-редуктора 7.

Характерной отличительной особенностью конструкции предлагаемого ротора 2 шлюзового затвора (фиг. 3-5) является наличие в его рабочей части цилиндрического барабана с полостями 10 (шлюзами, ячейками) для сыпучего материала, наличие буртиков 11 по краям полостей 10, а также наличие расположенных за буртиками 11 защитных канавок 12, посредством которых часть сыпучего материала, вытесненная при его перемещении из полостей 10 в рабочей части поверхности барабана 2, свободно пересыпается вниз в отводящий патрубок 9 через выемки 13 в нижних частях его горловины, с шириной достаточной для их перекрывания защитными канавками 12 на поверхности барабана ротора 2 и длиной не менее сектора, равного 30°.

Шлюзовой затвор с предлагаемым оригинальным ротором функционирует следующим образом:

Вращаясь, ротор 2 посредством продольных полостей 10 на цилиндрической поверхности барабана перемещает сыпучий материал из подающего патрубка 8 сверху вниз в отводящий патрубок 9 и далее по технологическому процессу.

Мелкие частицы сыпучего материала, размер которых хотя бы в одном направлении меньше размера ходового зазора между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 и поверхностью цилиндрического барабана ротора 2 в его рабочей зоне (обычно при средней точности обработки 0,3 - 0,5 мм), могут затягиваться (вытесняться) в ходовой зазор, в следствие чего попадать на буртики 11.

Поскольку ширина буртиков 11 подбирается таким образом, чтобы быть не более величины ходового зазора (не более 0,3-0,5 мм), то попавшие на буртики 11 мелкие частицы сыпучего материала, находясь в динамическом неустойчивом положении при вращении барабана падают или назад в продольные ячейки 10 или в защитные канавки 12.

Попавшие в выполняемые шириной и глубиной не менее двукратного размера максимально больших частиц сыпучего материала защитные канавки 12 мелкие частицы материала под действием гравитации свободно падают по ним вниз и через выемки 13 в нижних частях области сопряжения горловины отводящего патрубка 9 с корпусом 1 (фиг. 6, 7) ссыпаются вниз вместе с основным потоком сыпучего материала в отводящем патрубке 9.

Таким образом, полностью исключается возможность попадания мелких частиц сыпучего материала далее защитных канавок 12 в ходовые зазоры между вращающимся ротором 2 и корпусом 1 к узлам сальниковых уплотнений и тем самым полностью исключается возможность повреждения сальниковых колец 4 из терморасширенного графита и разгерметизации внутреннего рабочего объема шлюзового затвора, а также предотвращается износ подшипников по причине забивания частицами сыпучего материала ходовых зазоров и их попадания в подшипники 3.

При этом не только полностью исключается возможность попадания частиц радиоактивного материала к узлам уплотнения и вращения, но и за счет исключения возможности забивания ходовых зазоров полностью исключается образование застойных зон, из которых затруднено вымывание радиоактивного вещества при дезактивации, и тем самым, исключается возможность накопления радиоактивности.

Таким образом, предлагаемая оригинальная конструкция шлюзового затвора с предлагаемым оригинальным ротором по сравнению с известными аналогами и прототипом обеспечивает высокую технологичность изготовления, функционирования и ремонта за счет простой, прочной и компактной конструкции, точной центровки и исключения возможности температурной или механической деформации ротора, повышенной надежности простой конструкции ходовых узлов и узлов герметизации, а также конструктивных элементов их защиты.

Кроме этого, предлагаемая оригинальная конструкция шлюзового затвора по сравнению с известными аналогами и прототипом обеспечивает высокую герметичность шлюзового затвора в целом в условиях высоких до 1000°С температур, отсутствие застойных зон с предотвращением накопления радиации и возможности эффективной дезактивации, возможность изготовления во взрывозащищенном исполнении. Это доказывает пригодность предлагаемого шлюзового затвора для эксплуатации при работе с радиоактивными высоконагретыми сыпучими материалами, в частности с сыпучими радиоактивными отходами атомной промышленности.

Таким образом, изготовление и использование предлагаемого ротора шлюзового затвора обеспечивает уверенное достижение технического результата, а именно повышение его эффективного функционирования при работе с высоконагретыми радиоактивными сыпучими материалами, а также доказывает, что все существенные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования полезной модели.

Конкретные материалы, особенности конструкции и технологии изготовления ротора шлюзового затвора и других отдельных деталей и узлов шлюзового затвора выбирают обычным образом применительно к конкретным условиям его эксплуатации.

Изготовление опытных образцов и результаты натурных испытаний шлюзового затвора с предлагаемым ротором в реальных производственных условиях АЭС показали уверенное достижения технического результата.

В качестве отдельных элементов и узлов предлагаемого ротора и шлюзового затвора с предлагаемым ротором могут быть использованы различные известные в технике материалы и конструктивные решения, обычно применяемые при изготовлении и применении шлюзового затвора.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Учитывая новизну существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, наличие новизны и неочевидности технических решений, существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, успешное решение поставленной изобретательской задачи и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Изобретение относится к оборудованию для обработки, выгрузки, погрузки и транспортирования сыпучих материалов, в частности для дозированной выгрузки из бункеров и подачи высоконагретых радиоактивных сыпучих материалов в транспортные трубопроводы и контейнеры, и может найти применение в энергетической промышленности, промышленности строительных материалов, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Ротор шлюзового затвора для высоконагретого радиоактивного сыпучего материала содержит цилиндрический корпус, сообщающиеся с корпусом, соосные и вертикально ориентированные подводящий и отводящий патрубки, средства коаксиального позиционирования ротора внутри корпуса шлюзового затвора и средства герметизации рабочей части ротора внутри корпуса шлюзового затвора. Ротор шлюзового затвора в размещаемой в корпусе шлюзового затвора рабочей части выполнен в форме цилиндрического барабана с продольно расположенными на его цилиндрической поверхности полостями для сыпучего материала, по краям которых выполнены буртики с расположенными за ними защитными канавками, выполненными с возможностью свободного пересыпания из них вытесненных из полостей на поверхности барабана в ходовые зазоры между буртиками и корпусом шлюзового затвора мелких частиц сыпучего материала, вниз в отводящий патрубок через выемки в нижних краях соединения его горловины с корпусом. Продольно расположенные на цилиндрической поверхности барабана полости и расположенные за ними буртики выполнены с общей длиной, большей внутреннего диаметра подающего и отводящего патрубков шлюзового затвора. Обеспечивается повышение эффективности функционирования ротора при работе с нагретыми до температуры 200-500 и более °С (высоконагретыми) радиоактивными сыпучими материалами. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Ротор шлюзового затвора для высоконагретого радиоактивного сыпучего материала, содержащего цилиндрический корпус, сообщающиеся с корпусом, соосные и вертикально ориентированные подводящий и отводящий патрубки, средства коаксиального позиционирования ротора внутри корпуса шлюзового затвора и средства герметизации рабочей части ротора внутри корпуса шлюзового затвора, отличающийся тем, что ротор шлюзового затвора в размещаемой в корпусе шлюзового затвора рабочей части выполнен в форме цилиндрического барабана с продольно расположенными на его цилиндрической поверхности полостями для сыпучего материала, по краям которых выполнены буртики с расположенными за ними защитными канавками, выполненными с возможностью свободного пересыпания из них вытесненных из полостей на поверхности барабана в ходовые зазоры между буртиками и корпусом шлюзового затвора мелких частиц сыпучего материала, вниз в отводящий патрубок через выемки в нижних краях соединения его горловины с корпусом, причем продольно расположенные на цилиндрической поверхности барабана полости и расположенные за ними буртики выполнены с общей длиной, большей внутреннего диаметра подающего и отводящего патрубков шлюзового затвора.

2. Ротор шлюзового затвора по п. 1, отличающийся тем, что продольно расположенные на цилиндрической поверхности барабана полости выполнены с глубиной и шириной, большей максимального размера частиц сыпучего материала.

3. Ротор шлюзового затвора по п. 1, отличающийся тем, что расположенные по краям полостей на поверхности барабана за буртиками защитные канавки выполнены с шириной не менее двукратного размера наибольших частиц сыпучего вещества и глубиной не менее двукратного размера наибольших частиц сыпучего вещества.

4. Ротор шлюзового затвора по п. 1, отличающийся тем, что изготовлен с возможностью его коаксиального позиционирования внутри корпуса шлюзового затвора посредством боковых крышек корпуса шлюзового затвора и установленных в них подшипников.

5. Ротор шлюзового затвора по п. 3, отличающийся тем, что изготовлен с возможностью герметизации его рабочей части внутри корпуса шлюзового затвора посредством сальниковых колец из терморасширенного графита, располагаемых между гладкими краевыми участкам поверхности барабана и корпусом шлюзового затвора и фиксируемых боковыми крышками корпуса прижимных колец.

6. Ротор шлюзового затвора по п. 1, отличающийся тем, что изготовлен с возможностью его сопряжения с мотор-редуктором с возможностью регулирования скорости вращения ротора в корпусе шлюзового затвора и дозированной подачи сыпучего материала из подводящего патрубка в отводящий патрубок шлюзового затвора.

7. Ротор шлюзового затвора по п. 1, отличающийся тем, что размещаемая в корпусе шлюзового затвора рабочая часть ротора изготовлена из коррозионностойкого и температуростойкого материала или содержит покрытие из коррозионностойкого и температуростойкого материала.