Устройство для укладки прессованных таблеток в лодочку для спекания

Авторы патента:

Мурашев Евгений Борисович (RU)

Иванова Надежда Александровна (RU)

Прозоров Валерий Николаевич (RU)

Скороходова Елена Владимировна (RU)

G21C3/62 - керамическое

Владельцы патента RU 2459290:

Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" (RU)

Техническое решение относится к оборудованию для прессования изделий из порошков, а именно для укладки таблеток после прессования в лодочки для их последующего спекания, и может быть использовано, в частности, при изготовлении таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов. Устройство содержит средство для подачи таблеток, а кроме того, оно снабжено опрокидывателем таблеток, отсекателем столба таблеток, накопителем столбов, приспособлением для сталкивания столба таблеток на упомянутый накопитель с возможностью формирования на накопителе слоя из столбов таблеток, вакуумным захватом для присасывания сформированного слоя, при этом вакуумный захват соединен с манипулятором для перемещения и послойной укладки таблеток в лодочку. При этом вакуумный захват предпочтительно имеет возможность поворота на 90 градусов. Кроме того, манипулятор включает пневмопривод горизонтального перемещения и сервопривод вертикального перемещения. Узел формирования столба таблеток включает опрокидыватель таблеток и отсекатель сформированного столба. Средство для подачи таблеток выполнено в виде ленточного транспортера. Устройство позволяет осуществлять непрерывный процесс укладки предварительно сформированных комплектов прессованных таблеток, ограниченных высотой столбов и их заданным количеством, в лодочки для последующего спекания с высокой точностью и производительностью. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для прессования изделий из порошков, а именно для укладки таблеток после прессования в лодочку для их последующего спекания, и может найти применение в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышленности, в частности, может быть использовано на предприятиях изготовления таблетированного топлива из диоксида урана (UO₂) для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов.

Из уровня техники известно устройство для укладки прессованных таблеток, содержащее захват для съема таблеток, приемное устройство для таблеток и кассету, выполненную с возможностью опускания в момент выгрузки таблеток внутрь тары (RU 2296053 С2, 27.03.2007). Однако данное устройство не содержит конструктивных элементов, обеспечивающих спекание таблеток после прессования.

Наиболее близким к предлагаемому решению является установка для производства таблетированного топлива ТВЭЛов, раскрытое в RU 2158030 С2, 20.10.2000. Установка содержит устройство для укладки прессованных таблеток в лодочку для последующего спекания, при этом агрегат спекания таблеток снабжен передвижным боксом-накопителем лодочек с таблетками с узлом стыковки с тоннельной печью, с транспортным средством перемещения лодочек с таблетками внутри бокса-накопителя и передвижным разгрузочным боксом со стыковочным узлом с передвижным боксом-накопителем.

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности компактной укладки прессованных таблеток в лодочку и низкая точность и производительность устройства.

Задачей технического решения является создание высокопроизводительного, переналаживаемого устройства простой конструкции для непрерывной укладки прессованных таблеток, изготовленных по «сухой и мокрой» технологии, в лодочку.

Техническим результатом заявленного решения является:

- возможность плотной укладки прессованных таблеток в виде предварительно собранных столбов в лодочку для спекания;

- универсальная возможность работы устройства под разные технологии прессования таблеток, как "сухой", так и "мокрой";

- непрерывность и точность процесса укладки;

- возможность переналадки на другой тип таблеток.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для укладки прессованных таблеток в лодочку для спекания содержит средство для подачи таблеток, а кроме того, оно снабжено опрокидывателем таблеток, отсекателем столба таблеток, накопителем столбов, приспособлением для сталкивания столба таблеток на упомянутый накопитель с возможностью формирования на накопителе слоя из столбов таблеток, вакуумным захватом для присасывания сформированного слоя, при этом вакуумный захват соединен с манипулятором для перемещения и послойной укладки таблеток в лодочку. При этом вакуумный захват предпочтительно имеет возможность поворота на 90 градусов.

Кроме того, манипулятор включает пневмопривод горизонтального перемещения и сервопривод вертикального перемещения.

При этом средство для подачи таблеток выполнено в виде ленточного транспортера.

Предложенное устройство иллюстрируется чертежами. На фиг.1 (а, б) показано предложенное устройство: а - вид спереди, б - вид сверху.

На фиг.2 - манипулятор с вакуумным захватом для слоя из столбов таблеток.

На фиг.3 - узел формирования и накопитель столбов в увеличенном масштабе.

Заявленное устройство содержит (фиг.2) ленточный транспортер 1 для съема и перемещения таблеток после прессования, узел формирования слоя таблеток, в состав которого входит: опрокидыватель 11 (фиг.1а), предназначенный для опрокидывания вертикально перемещающихся таблеток, отсекатель 2 столба таблеток, корректор 15 столба таблеток и приспособление 3 для сталкивания сформированного столба таблеток с транспортера 1. Для накопления набранных столбов таблеток устройство снабжено накопителем 4 и двумя корректорами 5 столбов таблеток, размещаемых на накопителе 4.

Кроме того, устройство содержит вакуумный захват 6 для присасывания сформированного на накопителе 4 слоя из столбов таблеток и манипулятор 7 (фиг.3) для перемещения указанного слоя в лодочку, соединенный с захватом 6. Манипулятор 7 снабжен пневмоприводом горизонтального перемещения 12 и сервоприводом вертикального перемещения 13. Вакуумный захват 6 имеет возможность поворота на 90° в горизонтальной плоскости с помощью поворотного пневмоцилиндра 14. Вакуумный захват 6 соединен с вихревым насосом и шибером (не показаны) для создания и снятия разрежения в его воздушной системе.

Устройство также содержит рольганг 8 для размещения лодочек и механизмы фиксации 9 и сталкивания 10 лодочек с рольганга 8.

Устройство работает следующим образом.

Таблетки после прессования, представляющие собой короткие цилиндры, опрокидываются с торца на образующую опрокидывателем 11, перемещаются по ленточному транспортеру 1 и формируются с помощью корректора 15 в столб необходимой длины. Сформированный столб таблеток с помощью отсекателя 2 отделяется от основного потока и приспособлением 3 (сталкивателем) перемещается параллельно ленточному транспортеру 1 на накопитель 4 столбов таблеток с коррекцией столба с помощью корректоров 5. Процесс накопления столбов таблеток на накопителе 4 происходит последовательно в пошаговом режиме до образования слоя из заданного количества столбов. На сформировавшийся слой опускают вакуумный захват 6, который присасывает таблетки к своему основанию. Посредством манипулятора 7 слой таблеток перемещают в лодочку, установленную на рольганге 8. Таким же образом в лодочку по необходимости технологического процесса происходит укладка слоев с разворотом их на 90 градусов с помощью поворотного пневмоцилиндра 14. Заполненная лодочка с помощью механизма 10 сталкивания подается с рольганга 8 в транспортный коридор на спекание. Затем на рольганг 8 устанавливают пустую лодочку, и описанный цикл повторяется.

Таким образом, заявленное устройство позволяет осуществлять непрерывный процесс укладки предварительно сформированных комплектов прессованных таблеток, ограниченных высотой столбов и их количеством, в лодочки для спекания с высокой точностью и производительностью.

1. Устройство для укладки прессованных таблеток в лодочку для спекания, содержащее средство для подачи таблеток, отличающееся тем, что оно снабжено опрокидывателем таблеток, отсекателем столба таблеток, накопителем столбов, приспособлением для сталкивания столба таблеток на упомянутый накопитель с возможностью формирования на накопителе слоя из столбов таблеток, вакуумным захватом для присасывания сформированного слоя, при этом вакуумный захват соединен с манипулятором для перемещения и послойной укладки таблеток в лодочку.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вакуумный захват имеет возможность поворота на 90°.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что манипулятор включает пневмопривод горизонтального перемещения и сервопривод вертикального перемещения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для подачи таблеток выполнено в виде ленточного транспортера.

Изобретение относится к способу изготовления тепловыделяющих элементов ядерного реактора, к контейнеру для осуществления этого способа и к тепловыделяющим элементам, изготовленным с помощью этого способа.

Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива // 2428757

Изобретение относится к атомной промышленности и предназначено для использования на предприятиях по изготовлению керамических топливных таблеток на основе диоксида урана с добавлением выгорающего поглотителя нейтронов.

Способ получения дезагломерированного и дезагрегированного порошкового материала // 2417463

Изобретение относится к способу получения порошкового материала для изготовления гранул ядерного топлива. .

Способ оценки качества и поведения топливных таблеток в нестационарных и аварийных режимах работы ядерного реактора // 2414758

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к процессу производства и контроля качества керамического ядерного топлива для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

Способ изготовления плотного материала // 2397553

Изобретение относится к изготовлению плотного материала для производства ядерного топлива в виде гранул или таблеток или иной формы. .

Способ изготовления таблеток ядерного топлива // 2396611

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к технологии изготовления оксидного ядерного топлива для тепловыделяющих элементов АЭС. .

Керамическое ядерное топливо // 2396610

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к производству керамического ядерного топлива, и может быть использовано в ядерных технологиях.

Микротвэл ядерного реактора с двухслойным защитным покрытием топливной микросферы // 2393558

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к микротвэлам ядерного реактора. .

Микротвэл ядерного реактора // 2383953

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к микротвэлам ядерного реактора. .

Способ получения ядерного керамического уран-эрбиевого топлива // 2382424

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к производству ТВЭЛ для энергетических реакторов, в которых используется ядерное топливо на основе диоксида урана с выгорающим поглотителем в виде оксида эрбия.

Способ получения шихты для изготовления керметных стержней твэлов ядерного реактора // 2467413

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к способам, применяемым при получении шихты из смеси порошков ядерного топлива и материала матрицы для прессования керметных стержней твэлов ядерного реактора

Таблетка ядерного топлива (варианты) // 2469427

Способ формования топливных таблеток на основе диоксида урана с малой легирующей добавкой // 2477198

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способу формования диоксида урана с легирующей добавкой

Таблетка ядерного топлива // 2481657

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям таблеток легководных реакторов (LWR), а также реакторов AGR и водно-графитовых

Способ получения смешанного топлива, содержащего уран и по меньшей мере, один актинид и/или лантанид с использованием катионообменной смолы // 2516282

Изобретение относится к способу получения ядерного топлива на основе оксида, карбида и/или оксикарбида урана и по меньшей мере одного актинида и/или лантанида. Способ включает следующие стадии: стадию получения исходного раствора, представляющего собой азотнокислый раствор, содержащий указанный актинид и/или лантанид в форме нитратов актинида и/или лантанида и уран в форме гидроксидного комплекса уранилнитрата; стадию пропускания указанного раствора через катионообменную смолу, содержащую карбоксильные группы, с помощью которых смола сорбирует актинид и/или лантанид в катионной форме и уран в форме уранила; стадию термообработки указанной смолы для получения указанного топлива. Технический результат - исключение операций порошковой металлургии для объединения урана по меньшей мере с одним актинидом и/или лантанидом. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ получения таблеток ядерного керамического топлива с регулируемой микроструктурой // 2525828

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к изготовлению таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов, и с наибольшей эффективностью может быть использовано при изготовлении из диоксида урана крупнозернистых топливных таблеток высокой ядерной чистоты с улучшенной и регулируемой микроструктурой. Технический результат направлен на повышение стабильности размера зерна таблетированного UO2-топлива, упрощение процесса его изготовления и повышение ядерной чистоты таблеток. Способ получения таблеток ядерного керамического топлива с регулируемой микроструктурой включает введение в готовый пластификатор или в воду на этапе приготовления пластификатора водных растворов растворимых в воде соединений алюминия и кремния в качестве легирующих добавок, формирование однородной смеси, перемешивание полученной смеси с диоксидом урана или смесью диоксида урана с выгорающим поглотителем и/или закисью-окисью урана, приготовление из полученной шихты пресс-порошка, прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование. Предпочтительно в качестве растворимых в воде соединений алюминия и кремния использовать нитрат алюминия и силикат натрия. В частном случае используют выгорающий поглотитель в количестве 0,3-15,0 мас.% от массы диоксида урана. В частном случае в качестве выгорающего поглотителя используют оксид эрбия или оксид гадолиния. В частном случае используют закись-окись урана в количестве не более 30 мас.% от массы диоксида урана. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ получения порошка диоксида урана // 2542317

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано для получения порошка диоксида урана, идущего на изготовление керамических таблеток уранового оксидного ядерного топлива. Способ получения порошка диоксида урана заключается в нагревании смеси раствора уранилнитрата и гидразингидрата, взятого в двухкратном мольном избытке по отношению к уранилнитрату, до температуры 80 - 95°C в реакторе с гидрозатвором, последующей температурной выдержке полученной суспензии уранилгидразината до образования гидратированного диоксида урана, фильтрации и прокалке гидратированного диоксида урана в неокисляющей атмосфере при температуре равной 280°C. Изобретение обеспечивает упрощение способа получения порошка диоксида урана, а также понижение давления и понижение температуры процесса реагентной денитрации. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.

Способ получения пористого ядерного топлива на основе по меньшей мере одного младшего актинида // 2551654

Изобретение относится к способам изготовления ядерного топлива. Способ получения пористого топлива, содержащего уран и по меньшей мере один младший актинид. Способ содержит следующие последовательные этапы: а) этап уплотнения в виде таблеток смеси порошков, содержащей оксид урана и по меньшей мере один оксид младшего актинида, при этом по меньшей мере часть оксида урана находится в виде октаоксида триурана U3O8, а другая часть находится в виде диоксида урана UO2; b) этап восстановления по меньшей мере части октаоксида триурана U3O8 в диоксид урана UO2. Технический результат - стабильность уровня пористости под облучением. 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Реакционная камера для экзотермического материала // 2557086

Настоящее изобретение относится к реакционной камере для экзотермического материала. Камера содержит многоуровневую структуру, включающую в себя по меньшей мере: приемник (1) для хранения упомянутого материала (10), соответствующий нижнему уровню; средний уровень, содержащий химически активную загрузку (4); верхний уровень, содержащий крышку. Хранимый материал представляет собой, в частном случае, карбид плутония и/или урана. Химически активная загрузка (4) содержит по меньшей мере один карбонат щелочноземельного металла, с тем чтобы поглощать тепло, выделяемое при реакции окисления упомянутого материала. При этом упомянутый карбонат щелочноземельного металла разлагается под действием тепла в эндотермической реакции. Технический результат - снижение рисков химической опасности при хранении соединений урана и/или плутония. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов // 2569928

Изобретение относится к атомной промышленности, к изготовлению таблетированного топлива. Способ изготовления топлива включает смешивание порошка UO2, обогащенного ураном U-235 до 5% масс., с порошком U3O8 в количестве до 15% масс.; предварительное смешивание смеси оксидов урана с сухим связующим - стеаратом цинка до 0,3% масс. и порообразователем - азодикарбонамидом до 1% масс.; уплотнение, виброизмельчение и виброгранулирование подготовленной смеси; окончательное смешивание - гомогенизирование с сухим связующим - стеаратом цинка, так чтобы суммарное количество стеарата цинка с учетом ранее введенного не превышало 0,5% масс. Способ обладает универсальностью, пригоден для изготовления топливных таблеток по «сухой» схеме с использованием любых порошков UO3, полученных по АДУ-процессу. Технический результат - увеличение прочности прессовок, достижение пониженных значений термической стабильности, повышение прочности спеченных таблеток. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.