Уплотнительный узел преимущественно контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива

 

Использование: изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в контейнерах для хранения и/или транспортировки отработавшего ядерного топлива. Уплотнительный узел содержит крышку и корпус, контактирующие с размещенной между ними пластинчатой металлической прокладкой. К корпусу крышка крепится посредством нажимных элементов в виде шпилек с гайками. Крышка снабжена упругодеформируемым диском, закрепленным на внутренней стороне крышки с возможностью контактирования с прокладкой поверхностями проточки, выполненной на торцевой поверхности диска. Прокладка установлена в проточке корпуса, встречно направленной проточке диска и ответной последней. При закрытом положении крышки диска край имеет прогиб, соответствующий расчетному зазору между крышкой и корпусом перед затяжкой гаек. При нарушении прилегания крышки к корпусу под воздействием упругой силы диска происходит дополнительное пластическое деформирование материала прокладки, его перераспределение по уплотняемому контуру и тем самым исключается возможность разгерметизации соединения крышки с корпусом. 3 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано как уплотнение, преимущественно, контейнеров для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива.

Известен уплотнительный узел внешней крышки контейнера для отработавшего ядерного топлива, обеспечивающий последний барьер уплотнения двойной крышки контейнера (см. Патент GB N 2203980, кл. G 21 5/00, 1988).

Уплотнительное устройство включает крышку и охватывающий ее корпус, контактирующие с размещенной между ними прокладкой, установленной в проточке внешней крышки, и нажимные элементы. В прорезях корпуса установлены клинья, контактирующие с наружной поверхностью крышки. Благодаря клиньям исключается возможность подъема крышки при нештатной ситуации и, как следствие, возможность ее разгерметизации.

Недостатком известного уплотнительного узла является его относительная сложность.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с изобретением является уплотнительный узел внешней крышки контейнера для транспортировки и хранения радиоактивных материалов (см. Патент US N 4528454, кл. G 21 F 5/00, 1985).

Известное устройство содержит крышку и корпус, контактирующие с размещенной между ними металлической прокладкой, установленной в проточке торцевой поверхности крышки, и нажимные элементы.

Недостатком известного уплотнительного узла является разгерметизация крышки вследствие необратимых пластических деформаций крышки и нарушения плотности ее прилегания к сопрягаемой поверхности корпуса контейнера при возможном аварийном падении контейнера в процессе транспортировки.

Техническим эффектом изобретения является повышение надежности уплотнительного узла контейнера путем улучшения герметизации при ударном и термоциклическом воздействии на контейнер.

Технический эффект достигается тем, что уплотнительный узел, преимущественно, контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, содержащий корпус с крышкой, металлическую прокладку и нажимные элементы, снабжен упругодеформируемым диском, закрепленным на внутренней стороне крышки с возможностью контактирования с металлической прокладкой поверхностью проточки, выполненной на его торцевой поверхности, а в корпусе выполнена проточка с поверхностями, ответными поверхностями проточки диска, в которую установлена металлическая прокладка, при этом величина прогиба края диска выполнена равной расчетному зазору между крышкой и корпусом перед затяжкой нажимных элементов.

На фиг. 1 показан общий вид контейнера для обработавшего ядерного топлива с уплотнительным узлом; на фиг. 2 уплотнительный узел внешней крышки контейнера перед затяжкой нажимных элементов; на фиг. 3 уплотнительный узел крышки контейнера в рабочем положении при затянутых нажимных элементах.

Уплотнительный узел обеспечивает последний барьер уплотнения двойной крышки контейнера 1 для обработавшего ядерного топлива. Сверху внутренняя полость 2 контейнера 1 перекрыта двумя крышками: внешней 3 и внутренней 4, расположенными одна над другой и размещенными на едином основании корпуса 5 контейнера. Крышки образуют с корпусом контейнера для концентричных герметизирующих пояса a и b. Во внешней крышке 3 имеется цилиндрическая расточка с ограничительным буртом. На внутренней стороне крышки 3 закреплен упругодеформируемый диск 7. Величина прогиба края диска 7 ограничена выполненным на крышке кольцевым упором 8. На торцевой поверхности диска выполнена проточка, поверхности которой контактируют с кольцевой прокладкой 9, выполненной из мягкого металла, например отожженной меди. Прокладка 9 установлена в проточке корпуса 5, встречно направленной упомянутой проточке диска 7 и ответной последней. К корпусу 5 крышка 3 крепится посредством нажимных элементов 10. В варианте исполнения изобретения нажимные элементы выполнены в виде шпилек 11 с гайками 12. При установленной прокладке 9 и незатянутых гайках 12 крышка 3 и корпус 5 образуют между собой расчетный зазор e. Величина зазора между дисками 7 и кольцевым упором 8 в свободном состоянии диска принимается в соответствии с величиной зазора e.

Уплотнительный узел работает следующим образом.

При закрытии крышки 3 предварительно в проточку корпуса 5 устанавливают кольцевую металлическую прокладку 9, которая затем прижимается к опорной поверхности упомянутой проточки диском 7 крышки. Прижим осуществляется равномерным закручиванием гаек 12 на шпильках 11, установленных в корпусе 5, и сопровождается упругим прогибом края диска 7. При величине прогиба, близкой к предельному значению упругого прогиба диска, ограниченному кольцевым упором 8, величина усилия прижима крышки 3 к металлической прокладке 9 достигает величины усилия пластического деформирования материала прокладки 9. При сжатии прокладки происходит заполнение пластически деформируемым материалом неровностей и шероховатостей сопрягаемых с прокладкой 9 поверхностей диска 7 и корпуса 5, что обеспечивает герметизацию соединения крышки 3 с корпусом 5 контейнера 1. После сжатия прокладки 9 ограничительный бурт 6 крышки 3 замыкается на корпус 5.

В случае возможной аварийной ситуации, например при падении контейнера в процессе транспортировки, нагреве при пожаре, а также при термоциклическом воздействии на конструкцию при хранении возможно нарушение плотности прилегания внешней крышки к корпусу контейнера. В подобной ситуации под воздействием упругой силы диска 7 происходит дополнительное пластическое деформирование материала прокладки 9, его перераспределение по уплотняемому контуру и тем самым исключается возможность разгерметизации соединения крышки с корпусом.

Таким образом, благодаря особенностям исполнения уплотнительного узла, изобретение позволяет гарантировать герметичность внешней крышки контейнера при возможных аварийных ситуациях в процессе его транспортировки и хранения.

Формула изобретения

Уплотнительный узел преимущественно контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, содержащий корпус с крышкой, металлическую прокладку и нажимные элементы, отличающийся тем, что он снабжен упругодеформируемым диском, закрепленным на внутренней стороне крышки с возможностью контактирования с металлической прокладкой поверхностью проточки, выполненной на его торцевой поверхности, а в корпусе выполнена проточка с поверхностями, ответными поверхностями проточки диска, в которую установлена металлическая прокладка, при этом величина прогиба края диска выполнена равной расчетному зазору между крышкой и корпусом перед затяжкой нажимных элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3