Устройство для размыва осадка и дезактивации

 

Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус 1 с пульскамерой 2, в которой установлен впускной клапан 4 с ограничителем 3. При помощи нижней 5 и верхней 6 нагнетательных труб пульскамера 2 сообщается с нижней 7 и верхней 8 моечными головками, которые снабжены соплами 9. Торцы нагнетательных труб 5 и 6 смонтированы соосно с зазором, в котором размещена заслонка 10, жестко соединенная с тягой 11. Верхняя нагнетательная труба 6 снабжена обратным клапаном 12. При помощи пульсопровода 13 и гибкого трубопровода 14 пульскамера сообщается с воздухораспределителем 15, который установлен на фланце 16. Пульсопровод 13 смонтирован в нижней подшипниковой опоре 17, установленной на фланце проходки 18 в емкость-хранилище. В верхней части пульсопровод 13 соединен с оголовком 20, размещенным внутри подшипниковой опоры 21. Оголовок 20 снабжен сильфонным узлом 22, шпиндель 23 которого соединен с тягой 11. На оголовок 20 установлен зажим 24, который присоединен посредством водила 25 к штоку привода поворота 26. Преимуществами изобретения являются расширение технологических возможностей устройства, снижение уровня радиационного воздействия при упрощении условий эксплуатации. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для размыва струями жидкости осадка, скопившегося на дне емкостей-хранилищ жидких радиоактивных отходов высокого уровня активности, а также для перевода осадка во взвешенное состояние с целью дальнейшего извлечения, переработки и последующей дезактивации. Кроме того, устройство может быть использовано в других отраслях промышленности для перемешивания и усреднения концентрации реагентов в емкостях.

Известна конструкция устройства для размыва осадка и дезактивации, включающая электропривод, цилиндрический корпус, камеру подвода жидкости и блок, представляющий собой моечную головку (см. авторское свидетельство СССР 1356861, кл. G 21 F 9/34, 1986).

К причинам, препятствующим получению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что сложное конструктивное решение устройства влечет за собой недостаточную надежность в его работе, а подача рабочей жидкости через боковой патрубок, расположенный в верхней части конструкции, затрудняет дальнейшее использование декантата из той же емкости.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для размыва осадка и дезактивации, включающее электропривод, камеру подачи рабочей жидкости, цилиндрический корпус, моечную головку с соплами, причем камера подачи рабочей жидкости снабжена впускным клапаном и размещена внутри цилиндрического корпуса, причем камера подачи рабочей жидкости сообщается с распределительным блоком при помощи пульсопровода, а также гибкого трубопровода и с моечной головкой - посредством нагнетательных труб, при этом между корпусом и электроприводом смонтирован кривошипно-коромысловый механизм.

Учитывая особые условия использования, устройство отличается тем, что моечная головка размещена ниже и (или) выше впускного клапана (см. патент РФ 2138870, кл. G 21 F 9/34, 1999), которое заявителем и принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в процессе эксплуатации без удлинения пульсопровода оно не позволяет производить размыв значительных по высоте слоев осадка, превышающих радиус действия затопленных струй. Удлинение же пульсопровода связано с разгерметизацией емкости, что снижает уровень радиационной безопасности.

Использование известных устройств с верхней и нижней моечными головками создает необходимость выполнения двух проходок в емкость с радиоактивными отходами. Это приводит не только к дополнительным материальным затратам, но и к снижению уровня радиационной безопасности при производстве работ.

Применение в качестве привода поворота устройства электропривода и кривошипно-шатунного механизма обеспечивает только непрерывное возвратно-поворотное движение устройства, что снижает эффективность размыва осадка из-за уменьшения радиуса действия движущихся струй. Также затруднена возможность избирательного размыва осадка в требуемом направлении и осуществление дискретного режима работы устройства.

Кроме этого, одновременный монтаж двух известных устройств (с верхней и нижней моечной головкой) в центре емкости приведет к тому, что при работе устройства с верхней моечной головкой незатопленные струи будут попадать в устройство с нижней моечной головкой и часть осадков, расположенная за последним, будет находиться вне зоны действия незатопленных струй.

Целью изобретения является обеспечение возможности послойного размыва осадка в емкости без ее разгерметизации, опуская при этом устройство по мере размыва осадка.

Технический результат - расширение технологических возможностей устройства, снижение уровня радиационного воздействия при упрощении условий эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для размыва осадка и дезактивации, включающем привод поворота, корпус, моечные головки с соплами, которые посредством нагнетательных труб соединены с впускным клапаном камеры подачи рабочей жидкости, размещенной внутри корпуса и сообщающейся с воздухораспределительным блоком при помощи пульсопровода и гибкого трубопровода, особенностью является то, что устройство снабжено двумя моечными головками с соплами, которые размещены выше и ниже впускного клапана и соединены с камерой при помощи нагнетательных труб, причем нагнетательная труба верхней моечной головки дополнительно снабжена обратным клапаном, а торцы нагнетательных труб размещены в камере соосно с зазором, в котором установлена заслонка с присоединенной к ней тягой, которая размещена внутри пульсопровода, при этом в верхней части пульсопровод соединен с оголовком, на котором установлен сильфонный узел и шпиндель последнего соединен с тягой, а сам оголовок помещен внутрь подшипниковой опоры, смонтированной на фланце совместно с приводом поворота и воздухораспределителем, кроме того, на оголовке установлен опирающийся на подшипниковую опору зажим, сообщающийся с приводом поворота посредством водила.

Учитывая особые условия использования, устройство отличается тем, что, во-первых, гибкий трубопровод выполнен в форме спирали, во-вторых, в качестве привода поворота применен механизм с возвратно-поступательным движением штока и, в-третьих, привод поворота снабжен пультом управления, который при подаче сжатого воздуха в камеру устройства обеспечивает включение привода поворота и его останов в течение заданного времени в заданном положении.

При исследовании отличительных признаков описываемого устройства не выявлено каких-либо известных аналогичных решений, касающихся их использования при реализации послойного размыва и растворения осадка и доведения при этом образовавшейся пульпы до необходимой концентрации в условиях недоступности устройства для обслуживания и ремонта.

Проведенный заявителем анализ уровня техники по имеющимся патентным и научно-техническим источникам информации позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, заявителем не обнаружен. Определение из выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения, что, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения условию "новизна".

Результаты дополнительного поиска известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного устройства, показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из определенного заявителем уровня техники не выявлено влияние преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения, на достижение технического результата. Потому заявитель предполагает соответствие данного изобретения критерию "изобретательский уровень" На фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе.

На фиг.2 - устройство, установленное через проходку в емкость.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата, заключаются в следующем.

Устройство для размыва осадка и дезактивации содержит цилиндрический корпус 1 с пульскамерой 2, в которой с ограничителем 3 установлен впускной клапан 4. При помощи нижней 5 и верхней 6 нагнетательных труб пульскамера 2 сообщается с нижней 7 и верхней 8 моечными головками, которые снабжены соплами 9.

Торцы нагнетательных труб 5 и 6 смонтированы соосно с зазором, в котором размещена заслонка 10, жестко соединенная с тягой 11. Верхняя нагнетательная труба 6 снабжена обратным клапаном 12. Пульскамера 2 при помощи пульсопровода 13 и гибкого трубопровода 14 сообщается с воздухораспределителем 15, который установлен на фланце 16. Пульсопровод 13 смонтирован в нижней подшипниковой опоре 17, установленной на фланец проходки 18 в емкость 19. В верхней части пульсопровод 13 соединен с оголовком 20, размещенным внутри верхней подшипниковой опоры 21, которая также установлена на фланце 16.

Оголовок 20 снабжен сильфонным узлом 22, шпиндель 23 которого соединен с тягой 11. На оголовок 20 установлен зажим 24, который, опираясь на подшипниковую опору 21, присоединен посредством водила 25 к штоку привода поворота 26.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Корпус 1 устройства для размыва осадка и дезактивации помещен в емкость-хранилище 19 через проходку 18, на которую опирается фланец подшипниковой опоры 17. Глубина погружения устройства в емкость выбирается таким образом, чтобы впускной клапан 4 был погружен в декантат. Через воздухораспределительный блок 15 в камеру 2 по пульсопроводу 13 попеременно подаются разрежение и сжатый воздух от внешних источников. При подаче разряжения в камеру 2 впускной клапан 4 открывается до упора в ограничитель 3 и происходит заполнение камеры 2 декантатом или моющим раствором. Обратный клапан 12 препятствует поступлению воздуха из емкости в камеру 2.

При последующей подаче сжатого воздуха впускной клапан 4 закрывается и раствор из камеры 2 вытесняется в одну из нагнетательных труб 5 или 6 в зависимости от положения заслонки 10.

Режим работы затопленными струями осуществляется следующим образом.

Перемещая вверх шпиндель 23 сильфонного узла 22 с присоединенной к нему тягой 11, заслонка 10 поджимается к торцу верхней нагнетательной трубы 6, перекрывая ее. В этом случае раствор из камеры 2 вытесняется в нижнюю нагнетательную трубу 5 и далее под давлением через нижнюю моечную головку 7 вытекает из сопел 9 в направлении расположения осадка.

Режим работы незатопленными струями осуществляется таким образом.

При перемещении вниз шпинделя 23 заслонка 10 поджимается к торцу нижней нагнетательной трубы 5, перекрывая ее. Раствор из камеры 2 поступает в верхнюю нагнетательную трубу 6 через клапан 12 и далее в верхнюю моечную головку 8 вытекает из сопел 9 в направлении осадка по воздуху.

Для размыва осадка по всему периметру емкости устройство при помощи привода поворота 25 совершает возвратно-поступательное движение вокруг оси на угол 90^o. В качестве привода поворота может быть использован механизм электрический прямоходный с возвратно-поступательным движением штока. При выдвижении штока механизма на заданную длину соединенное с ним водило 24 поворачивает устройство на определенный угол.

С помощью пульта управления могут быть установлены два режима работы привода поворота: непрерывный и дискретный.

При непрерывном режиме привод поворота обеспечивает непрерывное возвратно-поступательное движение устройства на угол 90^o. Этот режим применим при поддержании уже размытого осадка во взвешенном состоянии.

В дискретном режиме работы привод поворота обеспечивает поворот устройства на требуемый угол и его остановку в течение необходимого времени. Данный режим применяется при размыве осадка, позволяя производить избирательный размыв осадка в нужном направлении, учитывая геометрическую форму емкости или плотность осадка.

Работа устройства при послойном размыве осадка заключается в том, чтобы сначала создать впадину затопленными струями в слое осадка, а затем, используя находящийся во впадине раствор, производить размыв осадка незатопленными струями. При этом пульсационным насосом периодически производится удаление образовавшейся пульпы и добавление новых порций декантата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий: - заявленное устройство при его осуществлении предназначено для использования в промышленности, а именно в атомной энергетике и в технологии переработки радиоактивных отходов; - для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения с помощью описанных в заявке средств и методов; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. Устройство для размыва осадка и дезактивации, включающее привод поворота, корпус, моечные головки с соплами, которые посредством нагнетательных труб соединены с впускным клапаном камеры подачи рабочей жидкости, размещенной внутри корпуса и сообщающейся с воздухораспределительным блоком при помощи пульсопровода и гибкого трубопровода, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя моечными головками с соплами, моечные головки размещены выше и ниже впускного клапана и соединены с камерой при помощи нагнетательных труб, причем нагнетательная труба верхней моечной головки дополнительно снабжена обратным клапаном, а торцы нагнетательных труб размещены в камере соосно с зазором, в котором установлена заслонка с присоединенной к ней тягой, которая размещена внутри пульсопровода, при этом в верхней части пульсопровод соединен с оголовком, на котором установлен сильфонный узел и шпиндель последнего соединен с тягой, а сам оголовок помещен внутрь подшипниковой опоры, смонтированной на фланце совместно с приводом поворота и воздухораспределителем, кроме того, на оголовке установлен опирающийся на подшипниковую опору зажим, сообщающийся с приводом поворота посредством водила.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гибкий трубопровод выполнен в форме спирали.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве привода поворота применен механизм с возвратно-поступательным движением штока.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод поворота снабжен пультом управления, который при подаче сжатого воздуха в камеру устройства обеспечивает включение привода поворота и его останов в течение заданного времени в заданном положении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2