Устройство для дезактивации загрязненных поверхностей

 

Использование: изобретение относится к устройствам дезактивации и может быть использовано для очистки загрязненных поверхностей, в том числе для удаления радионукпеидов Изобретение позволяет повысить качество дезактивации путем отмывки радиоактивных загрязненных поверхностей и уменьшить количество жидких радиоактивных отходов . Сущность изобретения: устройство для дезактивации загрязненных поверхностей содержит корпус, соединенный с патрубком ввода моющего раствора Внутренняя поверхность корпуса состоит из участков - цилиндрического и конических В корпус введена частично распиливающая головка в виде центрального конфузорного сопла, которое сообщено с патрубком ввода рабочей среды Между внутренней поверхностью участков и корпуса и наружной поверхностью конической головки выполнен кольцевой канап 9, соединенный с патрубком ввода моющего раствора Корпус 1 содержит обечайку с внутренней поверхностью из цилиндрического и конических участков. Обечайка снабжена насадкой и плотно посажена в зоне, а на остальном участке корпуса введен в обечайку с зазором , который в сочетании с каналом насадки образует сопла Лавэля. Кольцевой канал сообщен во входной части канала распыливающей головки с патрубком подачи рабочей среды посредством соединительного канала Существенно смещение выходного торца распыливающей головки по оси к патрубкам и относительно торца корпуса Для усиления эффекта диспергирования распыяивающая головка снабжена сквозной перфорацией В вариантном решении распыливающая головка снабжена выступом. Кроме того, выходной участок распыливающей головки может быть снабжен зубьями, а корпус может иметь кольцевой выступ. 5 за ф-лы, 7ип V© 8Я С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федераци1т по патентам и товарным знакам (21) 4947148!25 (22) 24.06.91 (46) 15.11.93 Бал. Мя 41-42 (75) Афанасьев НА; Нестеров О.В„Ан И.В.; Севастьянов АП„Селиванов Н.П„. Серикова АГ„Соповьев АА; Вайнштейн C:È„Áóïûíèí ВД (73) Севастьянов Анатолий Павпович (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЗАКТИВАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Использование: изобретение относится к устройствам дезактивации и может быть использовано дпя очистки загрязнетктых поверхностей, в том чиспе дпя удаления радионуклеидов. Изобретение позволяет повысить качество дезактивации путем отмывки радиоактивных загрязненных поверхностей и уменьшить количество жидких радиоактивных отходов. Сущность изобретения: устройство для дезактивации загрязненных поверхностей содержит корпус, соединенный с патрубком ввода моющего раствора. Внутренняя поверхность корпуса состоит из участков — ципиндрического и конических. В корпус введена частично распыпивающая головка в виде центрального конфузорного сопла, которое (19) RU (11) 2003190 С1 (51) 5 G 21Г9 ОО сообщено с патрубком ввода рабочей среды.

Между внутренней поверхностью участков и корпуса и наружной поверхностью конической гоповки выполнен кольцевой канап 9, соединенный с патрубком ввода моющего раствора. Корпус 1 содержит обечайку с внутренней поверхностью из ципиндрического и конических участков. Обечайка снабжена насадкой и плотно посажена в зоне, а на остапьном участке корпуса введен в обечайку с зазором, который в сочетании с каналом насадки образует соппа Лаваля Кольцевой канал сообщен во входной части канала распыливающей головки с патрубком подачи рабочей среды посредством соединительного канала Существенно смещение выходного торца распыпивающей головки по оси к патрубкам.и относительно торца корпуса Дпя усипения зффекта диспергирования распыпивающая гоповка снабжена сквозной перфорацией. 8 вариантном решении распыпивающая гоповка снабжена выступом. Кроме того, выходной участок распыливающей головки может быль снабжен зубьями, а корпус может иметь копьцевой выступ 5 зл. ф-w, 7ип

Изобретение относится к системам дезактивации и может быть использовано для очистки загрязненных поверхностей, в том числе для удаления радионуклидов.

Известно устройство, содержащее сопла с патрубками ввода дезактивирующего раствора.

Существенным недостатком укаэанного устройства и em применения для очистки радиоактивно загрязненных поверхностей является то, что при их обработке холодным дезактивирующим раствором результирующий коэффициент дезактивации сравнительно невысок. Если добиваться увеличения производительности посредством подогрева раствора, то это неизбежно приведет как к усложнению технологических процессов, так и самого устройства.

Точно также увеличение скорости подачи струи и, соответственно, рабочего давления, как показывают сопоставимые расчеты, экономически невыгодно.

Конструктивно сопла в известном устройстве заключены в корпусе с образованием ванны струйного типа. Недостатком является также то, что деэактивируемый очищаемый обьект необходимо помещать в ванну, При этом раствор под давлением подается к соплам и объект обрабатывается дезактивирующим раствором до требуемого уровня чистоты, т.е, имеет место ограниченность применения известного устройства только для обработки малогабаритных деталей.

Известно устройство для очистки загрязненных радиоактивными нуклидами поверхностей путем их дезактивации, содержащее корпус с патрубками ввода дезактивирующега раствора и рабочей среды, а также распыливающую головку, представляющую центральное конфузорное сопла, сообщенное с патрубком ввода рабочей среды и размещенное по оси корпуса с образованием кольцевого канала, подключен:ного к патрубку ввода дезактивирующего раствора.

Важнейшим недостатком указанного устройства является неизменность или постоянный расход рабочей среды и дезактивирующего раствора. а также отсутствие регулировки давления рабочей среды, что в процессе эксплуатации постоянно приво дит к отклонениям работы устройства от оптимального расхода очищающих компонентов и энергии, и, что особенно важно. к снижению качества очистки и yseличению радиоактивно загрязненных отходов.

Ближайшим к предлагаемому по технической сущности вляется устройство для дезактивации поверхностей загрязненных радиоактивными нуклидами, содержащее корпус с патрубками ввода дезактивирующего раствора и рабочей среды, и распыливающую головку в виде центрального конфузорного сопла. сообщенного с патрубком ввода готовой рабочей среды с образованием кольцевого канала, подключенное к патрубку ввода дезактивирующего раство® ра, снабженное дополнительным патрубком ввода газовой рабочей среды, распыливающая головка размещена по оси корпуса, который в зоне распыливающей головки выполнен коническим с внешней стороны и т5 охвачен профилированной обечайкой с конической внутренней поверхностью, ориентированной большим основанием конуса в сторону патрубком ввода дезактивирующего раствора и газовой рабочей среды, с об>О разованием между профилированной обечайкой и корпусом кольцевого сопла Лаваля, подключенного к дополнительному патрубку ввода газовой среды, профилированная обечайка выполнена составной в ви25 де цилиндра и вкладыша с конической внутренней поверхностью, установленной в цилиндре с возможностью осевого перемещения, при этом распыливающая головка выполнена с конической внешней поверх® ностью и установлена в корпусе с возможностью. осевого перемещения.

Существенным недостатком известного устройства является относительно низкая эффективность отмывки поверхностей.

З5 обусловленная достигаемым уровнем диспергирования смеси на единицу затрат энергии и, кроме того, к недостаткам следует отнести повышенную материалоемкость известного устройства, что обусловлено до®О статочносложным конструктивным решением.

Цель изобретения — облегчение отмывки радиоактивно загрязненных поверхностей при повышении качества удаления

" Б загрязнений, одновременно снижением

weргозатрат и материалоемкости устройства, Цель достигается тем, что в предлагае: мом устройстве для дезактивации загрязбО ненных поверхностей, включающее корпус с патрубком ввода моющего раствора, распыливающую головку s виде центрального конфузорного сопла, сообщенного с патрубком ввода рабочей среды и размещенного

Б5 по оси конического в зоне распыливающей головки корпуса с образованием кольцевого канала, подключенного к патрубку, ввода моющего раствора, профилированную обечайку с образованием между ней и корпусом кольцевого сопла Лаваля, подключенного к

2003190

20

30

50

55 патрубку ввода рабочей среды, и сьемную насадку, выходной торец распыливающей головки фиксированно смещен относительно выходного торца корпуса в направлении к входным патрубкам, при этом распыливающая головка по крайней мере rio части длины конической образующей, снабжена сквозной перфорацией в виде системы направленных отверстий с постоянным или переменным сечением, в том числе расширяющимся к оси головки и/или к выходу в кольцевой канал и/или к выходному торцу распыливающей головки.

Кроме того, в предлагаемом устройстве для дезактивации загрязненных поверхностей выходной торец распыливающей головки может быть смещен на 5-10 внутренних диаметров выходного торца корпуса в направлении к вхОдным патрубкам.

Па крайней мере, внешняя поверхность распыливающей головки B ее приторцевой зоне выполнена с кольцевым и/или венцеобразнопрерывистым и/или снабженным перфорацией выступам.

Приторцевой участок распыливающей головки может быть выполнен с треугольными трапециевидными, или многограннокриволинейными зубьями, по крайней мере часть зубьев в чередующейся последовательности может быть отклонена от поверхности конуса в кольцевой канал.

Кроме того, внутренняя поверхность приторцевой зоны выходной части корпуса может быть выполнена с внутренним кольцевым выступом сплошной или прерывистозубчатой конфигурации.

Ввод рабочей среды в абечайку может быть сообщен с каналом рабочей среды распыливающей головки в зоне, примыкающей к ее входному торцу, Устройство обеспечивает получение ноеого качества, выражающегося в одновременном достижении улучшенной очистки и уменьшения трудоемкости, затрат энергии, а также материалоемкости самого устройства, что достигается вследствие принципиально новых конструктивных особенностей, и более эффективного диспергирования смеси, а также и подачи ее к очищаемай поверхности.

На фиг.1 представлен продольный разрез предлагаемого устройства для отмывки загрязненных поверхностей; на фиг.2 — то же, фрагмент устройства, — вариантное решение, в котором дано соединение кольцевого канала, ограниченного абечайкой, с каналам рабочей среды распыливающей головки.

Устройство для дезактивации загрязненных поверхностей содержит корпус 1.

Корпус 1 соединен с патрубков 2 ввода моющего раствора, Внутренняя поверхность корпуса 1 состоит иэ двух участков — цилиндрического 3 и конических 4 и 5, В корпусе

1 введена по крайней мере частично распыливающая головка 6, выполненная в виде центрального конфузорного сопла 7. Конфуэорное сопла 7 сообщено с патрубком 8 ввода рабочей среды, Между внутренней поверхностью конических участков 4 и 5, корпуса 1 и наружной поверхностью конической части головки 6 образован кольцевой канал 9, который сообщен с патрубком 2 ввода моющего раствора.

Устройство содержит профилированную обечайку 10, охватывающую по крайней мере частично корпус 1, конструктивно обечайка 10 выполнена с внутренней поверхностью, состоящей из цилиндрического участка 11 и конических участков 12 и 13, На выходе обечайка 10 снабжена насадкой 14.

Предложенное конструктивное выполнение обечайки 10 обеспечивает посадку и натяг или эапрессовку, или посадку на резьбе на наиболее широкий участок корпуса 1 в зоне

15, на остальном участке корпус 1 введен в обечайку 10 с кольцевым зазором 16, который по форме и по функции в сочетании с каналом 17 насадки 14 образует сопла Лаваля. Точно так же кольцевой канал 9 между внешней поверхностью распыливающей головки 6 и внутренней поверхностью корпуса

1 конструктивно и по форме представляет сопла Лаваля. В основном вариантном решении предлагаемого устройства кольцевой камал 16 сообщен во входной торцевой части канала 7 распыливающей головки 6 с патрубком 8 подачи рабочей среды, например, посредством соединительного канала

18. Принципиальной конструктивной особенностью предлагаемого устройства является смещение выходного торца 19 распыливающей головки 6 по оси 20 по направлению к патрубкам 2 и 8 относительно торца 21 корпуса 1. В предпочтительных вариантных решениях предлагаемого устройства это смещение составляет 5-10 внутренних диаметров выходного торца 21 корпуса 1, Укаэанный диапазон установлен экспериментально. При смещении большем, чем 10 внутренних диаметров цель изобретения трудно достижима, а достигнутый эффект резко падает, так как не обеспечивается устойчивое и гарантированное инжекционное всасыввнив моющей жидкости, поступающей через патрубок 2, а при смещении торца 19 распыливающей головки 6 меньше, чем на 5 диаметров торца 21 корпуса 1 резко ухудшается эффект всасывания растворов и жидкостей иэ открытых

2003190 емкостей или водоемов. Для усиления эффекта насыщения жидкости рабочей среды (газом или воздухом) и в конечном счете более эффективного диспергирования жидкости по крайней мере выходная концевая часть распыливающей головки 6 в предлагаемом устройстве снабжена сквозной перфорацией в виде направленных отверстий 22, 23 (фиг,З, 4). Отверстия 22 выполнены наклонными, ориентированными с вхождением в канал 9 под острым углом относительно вектора скорости моющей жидкости в нем, Отверстия 22 могут быть выполнены с постоянным или переменным сечением, в вариантном решении щелевые отверстия 23 выполнены ориентированными вдоль оси

20 распыливающей головки 6 преимущественно открытыми с ее торца 19 и имеют длину до 1/3 длины конической части распыливающей головки 6 с постоянным или расширяющимся к торцу 19 поперечным сечением.

Изобретением предусмотрено (вариантным решением) внешняя поверхность распыливающей головки б и торца 19 выполнена с выступом 24 (фиг.5). Выступ 24 может быть сплошным или венцеобразнопрерывистым, что означает наличие s нем зубчатых выступов, расходящихся от поверхности конуса распыливающей головки 6 в канал 9.

Предусмотрено также вариантное решение, в котором выступ 24 выполнен с собственной перфорацией (условно не показано) для дополнительной турбулизации смеси и диспергирования жидкости, Для этой же цели выходной участок распыливающей головки б, примыкающий к торцу

19 и снабженный или не снабженный выступом 24 может быть выполнен с треугольными, трапециевидными или многогранными, или многогранно-криволинейными зубьями

25 (фиг.б). При этом часть зубьев в последовательности через один, два и т,д. может быть отклонена от поверхности конуса распыливающей головки в кольцевой канал 9.

Аналогично, только с внутренней поверхности корпуса 1, у его торца 21 может быть выполнен внутренний кольцевой выступ 26 (фиг.7) сплошной или прерывисто-зубчатой конфигурацией по контуру, Устройство работает следующим образом. Через патрубок 8 под избыточным давлением подается рабочая среда (газ, пар, 5

55 сжатый воздух) в конфуэорные сопла 7 распыливающей головки б, На выходе иэ распыливающей головки рабочая среда создает инжекционный эффект, при котором засасывается моющая жидкость через патрубок 2 в канал Q и на участке от торца 19 распыливающей головки б до торца 21 корпуса 1 происходит первичное диспергирование жидкости с образованием исходной газожидкостной смеси.

Одновременно часть рабочей среды через соединительный канал 18 подается в кольцевой канал 16 между корпусом 1 и обечайкой 10, затем посредством этого дополнительного потока рабочей среды происходит дополнительное диспергирование жидкости за торцом 21 корпуса 1 в зоне канала 17 насадки 14, Дополнительный эффект, усиливающий качество диспергирования жидкости. за счет добавления турбулизации смеси обеспечивается в вариантных решениях с кольцевыми выступами, щелевидной или другой перфорацией конической части распыливающей головки 6 и отогнутых концевых зубьев у торца 19 распыливающей головки б.

По данным предварительных исследований предлагаемое устройство обеспечивает достижение устойчивого положительного эффекта, соответствующего цели изобретения, а именно, в сопоставимых испытаниях предлагаемого устройства и прототипа однозначно выявлено существенное облегчение процесса дезактивации путем отмывки загрязненных поверхностей при различных видах сухого и жирного радиоактивного загрязнения, При этом зафиксировано снижение энергозатрат на

10 — 14%. В результате удачно подобранного фиксированного смещения торца 19 распыливающей головки 6 по оси 20 относительно торца 21 корпуса удалось снизить материалоемкость опытных образцов предлагаемого устройства íà 31 — 64 по сравнению с прототипом. (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1072651, кл. G 21 F 9/00, 1982.

Ампеловова Н,И, и др. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоиздат, 1982, с,165.

Распылитель РП-1М. Паспорт. Л., 39.108,ООПС, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N. 1662266, кл, 6 21 F 9/ОО, 1989, 10

2003190 и

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЗАКТИВАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, включающее корпус с патрубком ввода моющего раствора, распыливающую головку 5 в виде центрального конфузорногб сопла, сообщенного с патрубком ввода рабочей среды, и размещенного по оси конического в зоне распыливающей головки корпуса с образованием кольцевого канала, подклю- 10 ченного к патрубку ввода моющего раствора, профилиро ванную обечайку с образованием между ней и корпусом кольцевого сопла Лаваля, подключенного к патрубку ввода рабочей среды, и съемную 15 насадку, отличающееся тем, что, с целью облегчения отмывки радиоактивно загрязненных поверхностей, повышения качества удаления загрязнений, снижения энергозатрат и материалоемкости устрой20 ства, выходной торец распыливающей головки фиксированно смещен относительно выходного торца корпуса в направлении к входным патрубкам, при этом распыливающая головка по крайней мере на части длины конической образующей снабжена сквозной перфорацией в виде системы направленных отверстий с постоянным или переменным сечением, в том числе расши-30 ряющимся к оси головки и/или к входному торцу распыливающей головки.

2. Устройство по и. 1. отличающееся тем. что выходной торец распыливающей головки смещен по ее оси на 5 - 10 внутренних диаметров выходного торца корпуса в направлении к входным патрубкам.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что по крайней мере внешняя поверхность распыли вающей головки в торцевой зоне выполнена с Kîëüöåàûì или венцеобразнопрерывистым, и/или снабженным перфорацией выступом.

4, Устройство по пп.1 — 3, отличающееся тем, что приторцевой участок распыливающей головки выполнен с треугольными, трапециевидными или многогранными, или многогранно-криволинейными зубьями, по крайней мере часть зубьев в чередующейся последовательности отклонена от поверхности конуса в кольцевой канал.

5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что внутренняя поверхность приторцевой зоны выходной части корпуса выполнена с внутренним кольцевым выступом сплошной или прерывисто-зубчатой конфигурации.

6. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что ввод рабочей среды в обечайку сообщен с каналом рабочей среды распыливающей головки в зоне, примыкающей к ее входному торцу, 2003190

2003190

2003190

Составитель Т,Горчакова

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор B,Трубченко

Тираж Подписное

HAO "Поиск" Роспатента

133035; Москва, Ж 35. Раушская наб., 4/5

Производственно-иадатеаьский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина. Ю1