Установка герметизации закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения
Владельцы патента RU 2665316:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к средствам герметизации корпусов закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения (ЗРИИИ). Установка герметизации закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения содержит радиационно-защитную камеру, вертикальный лазерный излучатель с системой фокусировки и систему позиционирования ЗРИИИ. Радиационно-защитная камера снабжена радиационно-защитным глухим корпусом с верхней и боковой стеклянными проходками. Система позиционирования ЗРИИИ оснащена механизмом горизонтального перемещения с выводом системы позиционирования ЗРИИИ из глухого корпуса в радиационно-защитную камеру, радиационно-защитная камера оснащена постом загрузки ЗРИИИ, двумя кассетами с заготовками ЗРИИИ и двумя кассетами с готовыми ЗРИИИ. Технический результат – повышение качества сварных швов при малых (0,05-0,2 мм) толщинах свариваемых элементов ЗРИИИ в радиационно-защитной камере и повышение защиты электронных и оптических компонентов системы фокусировки лазерного излучения от источников ионизирующего излучения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к средствам герметизации корпусов закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения (ЗРИИИ).
Известен Способ герметизации источников ионизирующего излучения и устройство для его реализации (см. патент RU №2555749, кл. G21G 4/00, опубл. 10.07.2015 г. ), включающий герметизацию аргонодуговой сваркой капсулы, содержащей необходимое количество радионуклида. В качестве радионуклида используется сердечник содержащий кобальт-60, являющийся гамма-излучателем, при этом капсула выполнена в виде стакана из нержавеющей стали. Герметизация капсулы производится герметичной крышкой из нержавеющей стали, приваренной по окружности стыка капсулы и крышки. Аргонодуговая сварка производится неплавящимся электродом без присадок в среде защитного газа в радиационно-защитных «горячих» камерах. Устройство расположено в радиационно-защитной камере и включает капсулу с радионуклидом и устройство аргонодуговой сварки, закрепленное в сварочной головке, которая закреплена в механизме перемещения. Сварочная головка состоит из корпуса, устройства для подачи электричества, штуцера для подвода защитного газа и сварочного сопла.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного изобретения, относится то, что аргонодуговая сварка не обеспечивает должного качества сварных швов при сварке особо тонкостенных корпусов (толщиной 0,05-0,2 мм) ЗРИИИ, а так же само устройство и сварочная головка устройства расположены в радиационно-защитной камере и подвержены ионизирующему излучению от герметизируемого ЗРИИИ, от других ЗРИИИ находящихся в радиационно-защитной камере, от радиоактивных загрязнений, образующихся на внутренних поверхностях радиационо-защитной камеры в процессе производства ЗРИИИ.
Известна Установка импульсной лазерной сварки в условиях вакуума (см. описание полезной модели RU №138245, кл. В23К 26/20, опубл. 10.03.2014 г.), включающая лазерный излучатель, систему фокусировки лазерного излучения, систему позиционирования изделия и блок программного управления, вакуумную камеру, систему ввода лазерного излучения и видеокамеру. Система позиционирования изделия размещена в вакуумной камере, а лазерный излучатель, система фокусировки лазерного излучения и система позиционирования изделия соединены между собой через блок программного управления, при этом система фокусировки лазерного излучения снабжена видеокамерой, а лазерный излучатель системой ввода лазерного излучения. Вакуумная камера выполнена со стеклянной проходкой (иллюминатором), позволяющей пропускать лазерное излучение без потерь в инфракрасном диапазоне.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного изобретения, относится то, что установка не может быть использована для герметизации корпусов ЗРИИ в радиационно-защитной камере.
Сущность предлагаемой установки герметизации заключается в том, что радиационно-защитная камера дополнительно снабжена радиационно-защитным глухим корпусом с верхней и боковой стеклянными проходками, система позиционирования ЗРИИИ дополнительно оснащена механизмом горизонтального перемещения с выводом системы позиционирования ЗРИИИ из глухого корпуса в радиационно-защитную камеру, радиационно-защитная камера оснащена постом загрузки ЗРИИИ, двумя кассетами с заготовками ЗРИИИ и двумя кассетами с готовыми ЗРИИИ. Радиационно-защитный глухой корпус дополнительно оснащен горизонтальным лазерным излучателем и системой фокусировки.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:
- повышение качества сварных швов при малых (0,05-0,2 мм) толщинах свариваемых элементов ЗРИИИ в радиационно-защитной камере;
- повышение защиты электронных и оптических компонентов системы фокусировки лазерного излучения от источников ионизирующего излучения.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что установка герметизации корпуса закрытого радионуклидного источника ионизирующего излучения содержит радиационно-защитную камеру, вертикальный лазерный излучатель с системой фокусировки, систему позиционирования ЗРИИИ.
Особенность заключается в том, что радиационно-защитная камера дополнительно снабжена радиационно-защитным глухим корпусом с верхней и боковой стеклянными проходками, система позиционирования ЗРИИИ дополнительно оснащена механизмом горизонтального перемещения с выводом системы позиционирования ЗРИИИ из глухого корпуса в радиационно-защитную камеру, радиационно-защитная камера оснащена постом загрузки ЗРИИИ, двумя кассетами с заготовками ЗРИИИ и двумя кассетами с готовыми ЗРИИИ. Радиационно-защитный глухой корпус дополнительно оснащен горизонтальным лазерным излучателем и системой фокусировки. Конструкция изобретения представлена на фигурах.
Фиг. 1 - вид сверху с вертикальным лазерным излучателем (горизонтальный лазерный излучатель условно не показан).
Фиг. 2 - вид сверху с горизонтальным лазерным излучателем.
Фиг. 3 - разрез А-А.
Фиг. 4 - разрез Б-Б.
Фиг. 5 - вариант сварки по торцевой поверхности корпуса.
Фиг. 6 - вариант сварки по цилиндрической поверхности корпуса.
Конструкция состоит из радиационно-защитной камеры 1, поста 2 загрузки заготовок ЗРИИИ на систему позиционирования 3, кассет 4 и 5 заготовок ЗРИИИ для сварки крышек соответственно по торцевой или цилиндрической поверхностям корпуса, кассет 6 и 7 для готовых ЗРИИИ, вертикального 8 и горизонтального 9 лазерных излучателей с системами фокусировки, радиационно-защитного глухого корпуса 10 с верхней 11 и боковой 12 стеклянными проходками, механизма 13 горизонтального перемещения системы позиционирования 3, который передвигают с помощью шагового электродвигателя 14 и винта 15 по направляющим 16. ЗРИИИ, выполненный в виде цилиндрического корпуса 17, оснащен крышками 18 или 19.
Конструкция работает следующим образом. В радиационно-защитную камеру 1 загружают кассеты 4 и 5 с заготовками ЗРИИИ для сварки крышек соответственно по торцевой и цилиндрической поверхностям корпуса. С помощью шагового электродвигателя 14 и винта 15 по направляющим 16 механизм 13 горизонтального перемещения с системой позиционирования 3 переводят в радиационно-защитную камеру 1 на пост 2. Посредством дистанционного копирующего манипулятора оператор, находящийся в операторском помещении, из кассеты 4 в систему позиционирования 3 устанавливает заготовку ЗРИИИ (корпус 17 с крышкой 18). С помощью шагового электродвигателя 14 систему позиционирования 3 перемещают в радиационно-защитный глухой корпус 10 на пост сварки. Затем вертикальный лазерный излучатель 8 системой фокусировки настраивают на сварочный шов для сварки цилиндрического корпуса 17 с крышкой 18 (фиг. 5). После настройки включают лазерный излучатель 8 и осуществляют круговую сварку стыка корпуса 17 и крышки 18. Причем круговое движение производят лазерным излучателем 8 по заранее заложенной программе по осям Х и Y. После сварки выключают лазерный излучатель 8 и с помощью шагового электродвигателя 14 систему позиционирования 3 перемещают в радиационно-защитную камеру 1 на пост 2, где посредством дистанционного копирующего манипулятора оператор, находящийся в операторском помещении, перемещает готовый ЗРИИИ в кассету 6.
Для сварки крышки 19 с корпусом ЗРИИИ 17 по цилиндрической поверхности загрузку заготовок ЗРИИИ осуществляют из кассеты 5. Как и в предыдущем случае, систему позиционирования 3 перемещают в радиационно-защитный глухой корпус 10 на пост сварки. Затем горизонтальный лазерный излучатель 9 системой фокусировки настраивают на сварочный шов между цилиндрическим корпусом 17 и крышкой 19 (фиг. 6). После настройки включают лазерный излучатель 9 и осуществляют круговую сварку стыка корпуса 17 и крышки 19. Причем круговое движение производят системой позиционирования 3. После сварки выключают лазерный излучатель 9 и с помощью шагового электродвигателя 14 систему позиционирования 3 перемещают в радиационно-защитную камеру 1 на пост 2, где посредством дистанционного копирующего манипулятора оператор, находящийся в операторском помещении, перемещает готовый ЗРИИИ в кассету 7.
Наличие радиационно-защитного глухого корпуса 10 с постом сварки только одного ЗРИИИ резко снижает радиационную нагрузку на окружающую электронную аппаратуру и конкретно на лазерные излучатели 8 и 9.
Применение вертикального и горизонтального лазерных излучателей повышает универсальности процесса герметизации ЗРИИИ, у которых возникает потребность сварки крышки с корпусом ЗРИИИ как по торцу, так и по ее наружной цилиндрической поверхности.
Лазерная сварка позволяет соединять тонкостенные (толщиной 0,05-0,2 мм) детали корпусов ЗРИИИ.
Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для герметизации закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения;
- для заявленного способа и устройства в том виде, как они охарактеризованы в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных технических задач: повышение качества сварных швов при малых (0,05-0,2 мм) толщинах свариваемых элементов ЗРИИИ в радиационно-защитной камере;
- повышение защиты электронных и оптических компонентов системы фокусировки лазерного излучения от источников ионизирующего излучения.
1.Установка герметизации закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения (ЗРИИИ), содержащая радиационно-защитную камеру, вертикальный лазерный излучатель с системой фокусировки, систему позиционирования ЗРИИИ, отличающаяся тем, что радиационно-защитная камера дополнительно снабжена радиационно-защитным глухим корпусом с верхней и боковой стеклянными проходками, система позиционирования ЗРИИИ дополнительно оснащена механизмом горизонтального перемещения с выводом системы позиционирования ЗРИИИ из глухого корпуса в радиационно-защитную камеру, радиационно-защитная камера оснащена постом загрузки ЗРИИИ, двумя кассетами с заготовками ЗРИИИ и двумя кассетами с готовыми ЗРИИИ.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что радиационно-защитный глухой корпус дополнительно оснащен горизонтальным лазерным излучателем и системой фокусировки.
