РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН Российский патент 2023 года по МПК G21F7/03 

Область техники настоящего изобретения

Настоящее изобретение относится к области техники защиты от ионизирующего излучения.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к радиационно-защитному экрану, предназначенному для прикрепления на периферии отверстия, образованного в стенке, разделяющей пространство, находящееся под воздействием ионизирующего излучения (так называемое горячее пространство), и пространство, не находящееся под воздействием ионизирующего излучения (так называемое холодное пространство).

Кроме того, настоящее изобретение относится к экранированной ячейке, охватывающей пространство, находящееся под воздействием ионизирующего излучения, содержащей металлическое внутреннее покрытие и по меньшей мере одно противорадиационное окно, обеспечивающее визуальный доступ снаружи внутрь указанной экранированной ячейки, причем противорадиационное окно содержит оболочку, внедренную в бетонную стенку, при этом оболочка содержит экранированное смотровое отверстие, которое связано с радиационно-защитным экраном, прикрепленным на периферии отверстия, образованного в указанном металлическом внутреннем покрытии.

Уровень техники настоящего изобретения

На некоторых перерабатывающих отходы заводах или в некоторых лабораториях присутствуют экранированные ячейки, внутри которых осуществляются операции с радиоактивными материалами.

Указанные экранированные ячейки окружены стенками, предназначенными для обеспечения эффективной защиты от ионизирующего излучения, и они, как правило, содержат по меньшей мере одно окно, обеспечивающее визуальное наблюдение снаружи за операциями, осуществляемыми внутри (см., например, документы US 7257927, ЕР 0430687, US 3505525, FR 1333746).

Такие окна (так называемые противорадиационные окна) могут содержать оболочку, внедренную в бетонную стенку, причем оболочка содержит экранированное смотровое отверстие, содержащее раму, изготовленную из чугуна, где присутствует множество противорадиационных стеклянных пластин.

Кроме того, на внутренней стороне (в так называемом горячем пространстве) экранированная ячейка может содержать радиационно-защитный экран, расположенный напротив экранированного смотрового отверстия. Этот радиационно-защитный экран (так называемое альфа-стекло) прикрепляется на периферии отверстия, образованного в металлическом внутреннем покрытии, которое нанесено на стенки экранированной ячейки.

Рассматриваемый радиационно-защитный экран содержит стенку, изготовленную из прозрачного материала, периферия которой расположена между крепежной рамы и контррамой, которые образуют несущую систему, обеспечивающую крепление посредством сварки с внутренним покрытием экранированной ячейки.

Стенку, изготовленную из радиационно-защитного прозрачного материала, ограничивают первая поверхность, предназначенная для направления в сторону наружного холодного пространства, и вторая поверхность, предназначенная для направления в сторону внутреннего горячего пространства. Периферический край этой первой стенки плотно примыкает к несущей поверхности контррамы посредством уплотнения, изготовленного из органического материала, обычно представляющего собой EPDM (этилен-пропилен-диеновый каучук) или неопрен. При этом крепежная рама снабжена несущими приспособлениями с уплотнением, которое примыкает к периферическому краю второй поверхности стенки, изготовленной из прозрачного материала.

Однако уплотнения, расположенные между стенкой радиационно-защитного экрана, изготовленной из прозрачного материала, и контррамой и крепежной рамой быстро разрушаются с течением времени вследствие высокой интенсивности излучения, которое воздействует на них, и оказывается необходимой их регулярная замена, осуществление которой в данном контексте оказывается затруднительным и производит значительные расходы.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Для преодоления указанного недостатка предшествующего уровня техники согласно настоящему изобретению предложен радиационно-защитный экран, предназначенный для прикрепления на периферии отверстия, образованного в стенке, разделяющей пространство, находящееся под воздействием ионизирующего излучения, так называемое горячее пространство, и пространство, не находящееся под воздействием ионизирующего излучения, так называемое холодное пространство, причем радиационно-защитный экран содержит стенку, изготовленную из прозрачного материала, при этом указанная стенка, изготовленная из прозрачного материала, содержит первую поверхность, предназначенную для направления в сторону указанного холодного пространства, и вторую поверхность, предназначенную для направления в сторону указанного горячего пространства,

причем периферический край одной из указанной первой поверхности и второй поверхности указанной стенки, изготовленной из прозрачного материала, плотно прилегает к несущей поверхности контррамы посредством уплотнения,

при этом указанный радиационно-защитный экран содержит крепежную раму, снабженную приспособлениями для плотного прилегания к периферическому краю другой из указанной первой поверхности и второй поверхности указанной стенки, изготовленной из прозрачного материала,

причем несущие приспособления содержат продольную несущую конструкцию, содержащую контактная поверхность с периферическим краем первой поверхности или второй поверхности напротив указанной стенки, изготовленной из прозрачного материала,

при этом радиационно-защитный экран также содержит фиксирующие приспособления для фиксации друг с другом указанной контррамы и указанной крепежной рамы,

причем этот радиационно-защитный экран отличается тем, что указанные несущие приспособления содержат упругие возвратные приспособления, предназначенные для приложения давления к указанной продольной несущей конструкции в направлении указанной стенки, изготовленной из прозрачного материала.

Такая особенность обеспечивает применение уплотнений, которые очень хорошо выдерживают ионизирующее излучение, в частности, прокладок, изготовленных из неорганического материала (преимущественно прокладок, изготовленных из мягкого металла, который является ковким или гибким и выбран из свинца, меди, олова и кадмия, в чистом состоянии или в форме сплава), или прокладок, изготовленных из графита.

Другие неограничительные и преимущественные признаки радиационно-защитного экрана в соответствии с настоящим изобретением при рассмотрении отдельно или согласно любым технически возможным комбинациям можно определить следующим образом:

- упругие возвратные приспособления состоят из множества пружинных элементов, равномерно или по меньшей мере почти равномерно распределенных по периферии указанной крепежной рамы;

- указанные пружинные элементы состоят из тарельчатых пружин;

- продольная несущая конструкция содержит производящий давление металлический профиль, присоединенный к прикрепленному несущему профилю, причем образуется указанная поверхность контакта с периферическим краем поверхности напротив стенки, изготовленной из прозрачного материала, и образуется уплотнение;

- указанный прикрепленный несущий профиль изготовлен из материала, в качестве которого выбирают (i) мягкие металлы, предпочтительно свинец, медь, олово и кадмий, в чистом состоянии или в форме сплава, или (ii) графит;

- по меньшей мере некоторые из упругих возвратных приспособлений присоединены к устанавливающим давление винтам, предназначенным для возможности установления давления, прилагаемого указанными упругими возвратными приспособлениями к указанной продольной несущей конструкции;

- каждая из по меньшей мере некоторых указанных тарельчатых пружин присоединена к устанавливающему давление винту.

Настоящее изобретение также относится к экранированной ячейке, охватывающей пространство, находящееся под воздействием ионизирующего излучения, содержащей металлическое внутреннее покрытие и по меньшей мере одно противорадиационное окно, обеспечивающее визуальный доступ снаружи внутрь указанной экранированной ячейки, причем противорадиационное окно содержит оболочку, внедренную в бетонную стенку, при этом оболочка содержит экранированное смотровое отверстие, которое связано с радиационно-защитным экраном, как определено выше в настоящем документе, прикрепленным на периферии отверстия, образованного в указанном металлическом внутреннем покрытии.

Разумеется, различные признаки, видоизменения и варианты осуществления настоящего изобретения могут быть объединены друг с другом согласно разнообразным комбинациям при том условии, что они не являются несовместимыми и не исключают друг друга.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

Кроме того, другие разнообразные признаки настоящего изобретения возникают из прилагаемого описания, составленного со ссылкой на фигуры, на которых проиллюстрированы неограничительные варианты осуществления настоящего изобретения и при этом:

на фиг. 1 представлено схематическое изображение вертикального сечения, на котором проиллюстрирована экранированная ячейка, содержащая противорадиационное окно, оборудованное на стороне горячего пространства радиационно-защитным экраном в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 представлен радиационно-защитный экран противорадиационного окна, проиллюстрированного на фиг. 1, на изображении спереди на стороне горячего пространства экранированной ячейки;

на фиг. 3 представлено изображение сечения по секущей плоскости 3-3 на фиг. 2.

Экранированная ячейка 1, проиллюстрированная на фиг. 1, ограничена бетонными стенками 2, которые представлены частично, и в одной из которых образовано противорадиационное окно 3.

Бетонные стенки 2 имеют большую толщину, которая может составлять вплоть до 1,5 метров.

Противорадиационное окно 3 предназначено, чтобы позволить человеку Р, находящемуся снаружи экранированной ячейки 1 на стороне холодного пространства F, наблюдать операции, осуществляемые с радиоактивными продуктами во внутреннем горячем пространстве С.

Это противорадиационное окно 3 содержит оболочку 31 в форме металлической рамы, изготовленной, например, из стали или чугуна, внедренной в бетонную стенку 2 экранированной ячейки 1, причем эта оболочка 31 содержит экранированное смотровое отверстие 32, представляющее собой оптический блок, который образуют здесь две изготовленные из свинцового стекла пластины 321 и 322.

На стороне горячего пространства С внутри экранированной ячейки 1 содержится металлическое покрытие 4, в котором образовано отверстие 41 напротив противорадиационного окна 3, и по периферии этого отверстия 41 прикреплена посредством сварки периферия радиационно-защитного экрана 5, подробно проиллюстрированного на фиг. 2 и 3.

Преимущественно металлическое покрытие 4, так называемая облицовка, состоит из нержавеющей стали.

Радиационно-защитный экран 5 содержит стенку 6, изготовленную из прозрачного материала, которую ограничивают первая поверхность 61, предназначенная для направления в сторону холодного пространства F экранированной ячейки 1 (другими словами, для направления к изготовленным из свинцового стекла пластинам 321 и 322), и вторая поверхность 62, предназначенная для направления в сторону горячего пространства С.

Указанные первая и вторая поверхности 61, 62 стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, соединяются посредством края 63.

Стенка 6, изготовленная из прозрачного материала, может быть изготовлена из стекла.

Этот радиационно-защитный экран 5 также содержит периферическую конструкцию 7, которую образуют контррама 8 и крепежная рама 9, причем эта периферическая конструкция 7 предназначена для поддержки стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, и обеспечения ее прикрепления к металлическому покрытию 4 экранированной ячейки 1.

Для этой цели периферия стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, расположена между контррамой 8 и крепежной рамой 9, и фиксирующие приспособления, которые здесь присутствуют в форме винтов 10, обеспечивают фиксацию между указанной контррамой 8 и крепежной рамой 9.

Более конкретно, периферия стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, расположена в выемке 81 контррамы 8, причем периферический край 611 первой поверхности 61 этой стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, расположен в указанной выемке 81 и плотно примыкает к несущей поверхности 811 контррамы 8 посредством уплотнения 11.

Кроме того, периферия стенка 6, изготовленной из прозрачного материала, расположена в выемке 91 крепежной рамы 9, причем периферический край 621 второй поверхности 62 этой стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, расположен в указанной выемке 91 напротив поверхности 911 сетки 912 этой выемки 91; и крепежная рама 9 снабжена приспособлениями 12 для плотного прилегания к указанному периферическому краю 621 второй поверхности 62 указанной стенки 6, изготовленной из прозрачного материала.

Указанные несущие приспособления 12 составляют:

- продольная несущая конструкция 121, которую образует производящий давление металлический профиль 1211, присоединенный к прикрепленному несущему профилю 1212, причем образуется контактная поверхность и уплотнение с периферическим краем 621 второй поверхности 62 стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, и

- упругие возвратные приспособления 122, предназначенные для создания давления на продольную несущую конструкцию 121 (в направлении стенки 6, изготовленной из прозрачного материала), причем указанные упругие возвратные приспособления 122 присоединены к устанавливающим давление винтам 123.

Прикрепленный несущий профиль 1212 присоединен к производящему давление металлическому профилю 1211 посредством приклеивания или простого защелкивания комплементарных форм.

Упругие возвратные приспособления состоят из множества пружинных элементов в форме тарельчатых пружин 122, которые равномерно или почти равномерно распределены по периферии крепежной рамы 9, причем каждая пружина расположена между производящим давление металлическим профилем 1211 и активным концом 1231 устанавливающего давление винта 123.

Устанавливающие давление винты 123 пересекают сетку 912 выемки 91 крепежной рамы 9 через резьбовое отверстие 9120. При этом конец 232 устанавливающего давление винта 123, который является противоположным концу 1231, взаимодействующему с присоединенной тарельчатой пружиной 122, является доступным снаружи крепежной рамы 9. Этот противоположный конец 1232 винта взаимодействует с контргайкой 124 и содержит углубление 1233 для его вращательного регулирования с применением подходящего инструмента, такого как ключ, отвертка и т.д.

Следует понимать, что вращательное регулирование устанавливающих давление винтов 123 обеспечивает установку давления, прилагаемого упругими возвратными приспособлениями 122 к продольной несущей конструкции 121, и, таким образом, давления, прилагаемого несущим профилем 1212 к стенке 6, изготовленной из прозрачного материала, в направлении контррамы 8 и ее уплотнения 11.

Например, производящий давление металлический профиль 1211 может быть изготовлен из стали, нержавеющей (неокисляющейся) стали, бронзы или латуни.

В свою очередь, уплотнения 11 и 1212 могут быть изготовлены из неорганического материала. Таким образом, они могут быть изготовлены из мягкого (другими словами, ковкого/гибкого) металла, предпочтительно выбранного из свинца, меди, олова и кадмия (в чистом состоянии или в форме сплава).

Кроме того, они могут быть изготовлены из графита.

Предпочтительно две уплотнительные конструкции 11 и 1212 изготовлены из одинакового материала.

Крепежная рама 9 и контррама 8 находятся в контакте друг с другом на контактной плоскости 13, которую пересекают фиксирующие винты 10.

Указанные фиксирующие винты 10 равномерно или по меньшей мере почти равномерно распределены по периферии крепежной рамы 9 и контррамы 8, например, с таким же шагом, как устанавливающие давление винты 123.

На фиг. 3 следует отметить присутствие расклинивающей конструкции 14, расположенной между краем 63 стенки 6, изготовленной из прозрачного материала, и стороной выемки 81 контррамы 8.

Кроме того, на фиг. 3 следует отметить присутствие бокового удлинения 82 контррамы 8, которое составляет с ней единое целое и предназначено для обеспечения крепления посредством сварки с периферическим краем отверстия 41, образованного в металлическом покрытии (или облицовке) 4 экранированной ячейки 1.

Следует отметить, что в некоторых определенных конфигурациях радиационно-защитный экран 5 может быть прикреплен в другом направлении на периферический край отверстия 41, другими словами, с контррамой 8, направленной в сторону горячего пространства С, и крепежной рамой 9, направленной в сторону холодного пространства F (в частности, для обеспечения демонтажа крепежной рамы 9 со стороны холодного пространства F).

Несущие приспособления 12 согласно настоящему изобретению допускают приложение постоянного давления на уплотнение 11, расположенное между стенкой 6, изготовленной из прозрачного материала, и несущей поверхностью 811 выемки 81 контррамы 8, и также на уплотнение 1212, расположенное между стенкой 6, изготовленной из прозрачного материала, и крепежной рамой 9.

Такая особенность обеспечивает применение уплотнений 11 и 1212, которые очень хорошо выдерживают ионизирующее излучение, но которые по своей природе могут проявлять склонность к некоторой деформации или ползучести с течением времени.

При этом несущие приспособления 12 образуют систему для упругой компенсации ползучести вследствие сохранения давления на уплотнения.

Изобретение относится к области техники защиты от ионизирующего излучения. Радиационно-защитный экран содержит стенку из прозрачного материала. Периферический край первой поверхности стенки подходит и плотно прилегает к несущей поверхности контррамы посредством уплотнения. Радиационно-защитный экран содержит крепежную раму и снабжен несущими приспособлениями для плотного прилегания к периферическому краю второй поверхности стенки из прозрачного материала. Несущие приспособления содержат продольную несущую конструкцию, содержащую контактную поверхность в контакте с периферическим краем. Радиационно-защитный экран дополнительно содержит фиксирующие приспособления для фиксации контррамы и крепежной рамы друг с другом. Несущие приспособления содержат упругие возвратные приспособления, способные прилагать давление к продольной несущей конструкции в направлении стенки из прозрачного материала. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Радиационно-защитный экран, предназначенный для прикрепления на периферии отверстия, образованного в стенке, разделяющей пространство, находящееся под воздействием ионизирующего излучения, так называемое горячее пространство (С), и пространство, не находящееся под воздействием ионизирующего излучения, так называемое холодное пространство (F), причем радиационно-защитный экран (5) содержит стенку (6), изготовленную из прозрачного материала, при этом указанная стенка (6), изготовленная из прозрачного материала, содержит первую поверхность (61), предназначенную для направления в указанную сторону холодного пространства (F), и вторую поверхность (62), предназначенную для направления в указанную сторону горячего пространства (С),

причем периферический край (611) одной из указанной первой поверхности (61) и второй поверхности (62) указанной стенки (6), изготовленной из прозрачного материала, плотно прилегает к несущей поверхности (811) контррамы (8) посредством уплотнения (11),

при этом указанный радиационно-защитный экран (5) содержит крепежную раму (9), снабженную приспособлениями (12) для плотного прилегания к периферическому краю (621) другой из указанной первой поверхности (61) и второй поверхности (62) указанной стенки (6), изготовленной из прозрачного материала,

причем несущие приспособления (12) содержат продольную несущую конструкцию (121), содержащую контактную поверхность (1212) с периферическим краем (621) первой поверхности (61) или второй поверхности (62) напротив указанной стенки (6), изготовленной из прозрачного материала,

причем радиационно-защитный экран (5) также содержит фиксирующие приспособления (10) для фиксации друг с другом указанной контррамы (8) и указанной крепежной рамы (9),

при этом указанные несущие приспособления (12) содержат упругие возвратные приспособления (122), предназначенные для приложения давления к указанной продольной несущей конструкции (121) в направлении указанной стенки (6), изготовленной из прозрачного материала.

2. Радиационно-защитный экран по п. 1, в котором указанное уплотнение (11) изготовлено из мягкого металла, предпочтительно выбранного из свинца, меди, олова и кадмия, в чистом состоянии или в форме сплава.

3. Радиационно-защитный экран по п. 1, в котором указанное уплотнение (11) изготовлено из графита.

4. Радиационно-защитный экран по п. 1, в котором указанные упругие возвратные приспособления (122) состоят из множества пружинных элементов (122), равномерно или по меньшей мере почти равномерно распределенных по периферии указанной крепежной рамы (9).

5. Радиационно-защитный экран по п. 4, в котором указанные пружинные элементы состоят из тарельчатых пружин (122).

6. Радиационно-защитный экран по п. 1, в котором указанная продольная несущая конструкция (121) содержит производящий давление металлический профиль (1211), присоединенный к прикрепленному несущему профилю (1212), причем образуется указанная поверхность контакта с периферическим краем (621) поверхности (62) напротив стенки (6), изготовленной из прозрачного материала, и образуется уплотнение.

7. Радиационно-защитный экран по п. 6, в котором указанный прикрепленный несущий профиль (1212) изготовлен из материала, выбранного из мягких металлов, предпочтительно свинца, меди, олова и кадмия, в чистом состоянии или в форме сплава, и графита.

8. Радиационно-защитный экран по п. 1, в котором по меньшей мере некоторые из указанных упругих возвратных приспособлений (122) присоединены к устанавливающим давление винтам (123), предназначенным для возможности установления давления, прилагаемого указанными упругими возвратными приспособлениями (122) к указанной продольной несущей конструкции (121).

9. Радиационно-защитный экран по п. 8, в котором указанные пружинные элементы состоят из тарельчатых пружин (122), причем каждая из по меньшей мере некоторых указанных тарельчатых пружин (122) присоединена к устанавливающему давление винту (123).

10. Экранированная ячейка, охватывающая пространство, находящееся под воздействием ионизирующего излучения, содержащая металлическое внутреннее покрытие (4) и по меньшей мере одно противорадиационное окно (3), обеспечивающее визуальный доступ снаружи внутрь указанной экранированной ячейки (1), причем противорадиационное окно (3) содержит оболочку (31), внедренную в бетонную стенку (2), при этом оболочка (31) содержит экранированное смотровое отверстие (32), которое связано с радиационно-защитным экраном (5) по п. 1, прикрепленным на периферии отверстия (41), образованного в указанном металлическом внутреннем покрытии (4).