автоматизированная поточная линия для упаковки радиоактивных отходов

Формула изобретения

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ УПАКОВКИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ(РАО), содержащая размещенные в кессоне в технологической последовательности брикетировочный пресс, устройство для подачи пакетов с радиоактивными отходами к брикетировочному прессу, устройство для удаления брикетов из пресса, укладчик брикетов, измеритель высоты брикетов, связанный с укладчиком брикетов, накопитель брикетов, выполненный в виде приводного многопозиционного диска, устройство для подачи и удаления контейнеров под брикеты, систему программного управления, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для заполнения пакетов радиоактивными отходами и их уплотнения, выполненным в виде дозатора, пакетировочного пресса, связанного с дозатором с возможностью многократной подпрессовки РАО в пакетах, узла съема, укладки и обжатия крышек пакетов, центрователем пакетов и дополнительным измерителем толщины брикетов, установленными на брикетировочном прессе, двумя встречными горизонтальными толкателями брикетов, установленным в плане на одной оси с укладчиком брикетов и одной из позиций диска накопителя, при этом устройство загрузки и выгрузки брикетировочного пресса объединено с устройством подачи и удаления контейнеров и выполнено в виде трехпозиционной транспортно-силовой плиты, установленной на основании брикетировочного пресса с возможностью перемещения на ход, равный расстоянию между позицией установки пакетов перед брикетировочным прессом и позицией брикетирования пакетов с РАО или между позицией брикетирования и позицией укладки брикетов в контейнер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к упаковке твердых радиоактивных отходов с уменьшением их объема.

Известен пресс для прессования отходов в бочках с помощью пресс-штемпеля и матрицы (гильзы), охватывающей бочку. Гильза в исходном положении находится ниже горизонтальной поверхности, на уровне которой перемещают бочки при загрузке пресса. После подачи бочки гильза поднимается, а при прессовании с помощью пресс-штемпеля опускается [1] .

Недостаток такого пресса состоит в громоздкости подвижных частей, так как с гильзой перемещаются склизы, посредством которых загружаются бочки в пресс перед прессованием и удаляются полученнные брикеты после прессования. В прессе не осуществляется предварительное уплотнение отходов в бочках и укладка брикетов в контейнеры для захоронения, отсутствует автоматизация выполнения операций обработки отходов.

Известна линия для упаковки радиоактивных отходов, содержащая размещенные в кессоне в технологической последовательности брикетировочный пресс, устройство для подачи брикетов с радиоактивными отходами к брикетировочному прессу, устройство для удаления брикетов из пресса, укладчик брикетов, измеритель высоты брикетов, связанный с укладчиком брикетов, выполненный в виде приводного многопозиционного диска, устройство для подачи и удаления контейнеров под брикеты, систему программного управления [2] .

Для такой линии характерен низкий коэффициент уплотнения радиоактивных отходов из-за отсутствия предварительного уплотнения отходов в пакетах. Отсутствие центрирования пакетов с радиоактивными отходами по оси брикетировочного пресса приводит к получению брикетов неодинаковой формы, т. е. к отклонению образующей поверхности брикета от цилиндрической непараллельности торцов. Это влечет за собой уменьшение полезной заполняемости контейнеров.

Кроме того недостатками линии являются низкая производительность из-за невозможности выполнения загрузки и выгрузки брикетировочного пресса одновременно с подачей и удалением контейнеров, а также большие габариты, так как для выполнения каждой из указанных выше операций используется отдельное устройство.

В основу изобретения положена задача создания такой автоматизированной линии, которая обеспечивала бы высокую производительность, высокий коэффициент уплотнения отходов, имела бы небольшие габариты и была бы удобна в обслуживании.

Эта задача решается тем, что автоматизированная поточная линия для упаковки радиоактивных отходов, содержащая размещенные в кессоне в технологической последовательности оборудование, согласно изобретению снабжена устройством для заполнения пакетов радиоактивными отходами и их уплотнения, выполненным в виде дозатора, пакетировочного пресса, связанного с дозатором с возможностью многократной подпрессовки РАО в пакетах, узла съема, укладки и обжатия крышек пакетов, центрователем пакетов, дополнительным измерителем толщины брикетов, установленными на брикетировочном прессе, двумя встречными горизонтальными толкателями брикетов, установленным в плане на одной оси с укладчиком брикетов и одной из позиций диска накопителя, при этом устройство загрузки и выгрузки брикетировочного пресса объединено с устройством подачи и удаления контейнеров и выполнено в виде трехпозиционной транспортной силовой плиты, установленной на основании брикетировочного пресса с возможностью перемещения на ход Н, где Н - расстояние между позицией установки пакетов перед брикетировочным прессом и позицией брикетирования пакетов с РАО, а также это - расстояние между позицией брикетирования и позицией укладки брикетов в контейнер.

На фиг. 1 показана автоматизированная поточная линия, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Автоматизированная поточная линия для упаковки радиоактивных отходов (РАО), расположенная в кессоне К, снабженном входным и выходным шлюзами Ш, содержит пресс 1 для предварительного уплотнения РАО в пакетах, гидравлический пресс 2 для брикетирования пакетов с РАО, устройство 3 для передачи пакетов между прессами, устройство 4 загрузки и разгрузки пресса для брикетирования, измеритель 5 высоты брикетов, укладчик 6 брикетов, накопитель 7 брикетов, устройство 8 подачи и удаления контейнеров с брикетами, а также систему программного управления.

При этом пресс 1 для предварительного уплотнения РАО, включающий ползун с гильзой, пресс-штемпель, прикрепленный к главному цилиндру, содержащий механизм 9 засыпки РАО в пакеты, передвижной стол 10 и приспособление 11 для съема, укладки и обжатия крышек пакетов. Устройство 4 загрузки и разгрузки пресса 2 объединено с устройством 8 и выполнено в виде трехпозиционной транспортно-силовой плиты 12, установленной на основании 13 пресса 2 с возможностью возвратно-поступательного движения на ход Н, равный расстоянию между позициями. При этом первая позиция 14 соответствует месту установки пакетов 15 перед прессом 2, вторая позиция 16 - рабочей зоне получения брикетов 17 на прессе 2, третья позиция 18 - зоне укладчика 6 брикетов в контейнер 19.

Кроме того, пресс 2 снабжен центрователем 20 и дополнительным измерителем 21 толщины брикетов, связанным с главным ползуном 22, к которому прикреплен пресс-штемпель 23, усилие главного ползуна развивается посредством рабочего цилиндра 24, а обратный ход осуществляется от гидроцилиндров 25. На прессе 2 предусмотрен вспомогательный (нижний) ползун 26, в который вмонтирована прессующая гильза 27, перемещение нижнего ползуна осуществляется от гидроцилиндров 28, перемещение транспортно-силовой плиты 12 производится, например, от гидроцилиндров 29 (толкающего типа). Укладчик 6 брикетов содержит вертикальную штангу, на нижнем конце которой установлены клещевые захваты 30, перемещаемые посредством гидроцилиндров 31.

Накопитель 7 брикетов выполнен в виде многопозиционного диска 32 установленного с возможностью его поворота вокруг вертикальной оси посредством электромеханического привода 33 и снабжен двумя горизонтальными толкателями 34 и 35, первый передает брикет от укладчика 6 в накопитель 7, а второй из накопителя на позицию укладчика, при этом толкатели 34 и 35 расположены в плане на одной оси 36 с укладчиком 6 и одной из позиций диска (в данном примере на ближайшей позиции к укладчику).

Поточная линия работает следующим образом.

Пустой пакет 15 с крышкой ходом стола 10, передается через рабочую зону пресса 1 к приспособлению 11, которое производит съем крышки, после чего также пакет ходом стола 10 подается на ось пресса 1, в пакет заводится гильза пресса. Предварительно разделанные и подготовленные радиоактивнозагрязненные материалы подаются в загрузочное устройство пресса 1, где посредством механизма 9 выполняется засыпка РАО в гильзу, заведенную в пакет 15, переданный столом 10 на ось пресса. Наблюдение за процессом заполнения пакета РАО ведет через окно в ползуне пресса, закрытое специальным стеклом. Затем посредством пресс-штемпеля РАО уплотняются в пакете, при этом совершается несколько циклов засыпки и уплотнений РАО в пакете до полного заполнения последнего, после чего заполненный пакет передается столом 10 к приспособлению 11, которое опускает крышку на пакет и завальцовывает ее. Далее пакет захватывается устройством 3 и передается к прессу 2 на позицию 14.

От гидропривода пресса 2 жидкость высокого давления подается в правый цилиндр 29 передвижения плиты, а левый цилиндр соединяется со сливом, плита 12 перемещается справа налево до упоров и пакет 15 передается на позицию 16 - на ось пресса. Далее срабатывает центрователь 20 и центровочные вилки, перемещаясь навстречу друг другу, совмещают пакет 15 с осью пресса.

После возвращения вилок центрователя в исходное положение гидроцилиндры 28 соединяются со сливом, отчего нижний ползун 26 опускается до упора гильзы 27 в опору плиты 12, при этом пакет 15 оказывается внутри гильзы 27. Главный ползун 22 опускается до касания пресс-штемпеля 23 с пакетом 15, при этом полость рабочего цилиндра 24 заполняется жидкостью наполнения. Далее подается жидкость высокого давления в рабочий цилиндр 24, совершается рабочий ход пресса - получение брикета 17, высота брикета и, следовательно, рабочий ход пресса, величины переменные, зависящие от плотности РАО, поэтому окончание рабочего хода определяется получением наибольшего давления жидкости в рабочем цилиндре и выдержкой при этом давлении в течение 1. . . 5 с, при этом измеритель 21 замеряет положение главного ползуна 22 и определяет фактическую высоту полученного брикета.

После окончания рабочего хода автоматически сбрасывается давление из рабочего цилиндра 24, а также подается высокое давление жидкости в полости гидроцилиндров 25, совершается подъем главного ползуна 22 в промежуточное положение (на небольшой ход 250. . . 300 мм), остановка осуществляется автоматически по положению ползуна.

Затем жидкость высокого давления подается в полость гидроцилиндров 28 и совершается подъем нижнего ползуна 26 с гильзой 27 также в промежуточное положение таким образом, чтобы брикет 17, удерживающийся в гильзе 27 за счет сил трения, не уперся в пресс-штемпель 23 (между пресс-штемпелем и гильзой обеспечивается гарантированный зазор 10. . . 50 мм) остановка нижнего ползуна должна производиться также автоматически по его положению.

Далее совершается ход плиты 12 в обратном направлении (слева - направо), жидкость высокого давления подается в левый гидроцилиндр 29, а правый гидроцилиндр соединяется со сливом, позиция 14 выдвигается из-под пресса на ось загрузки для укладки следующего пакета.

Вновь опускаются сначала нижний ползун 26 до касания гильзы 27 в опору плиты 12, затем главный ползун 22 до касания пресс-штемпелем 23 в брикет 17, далее нижний ползун 26 совершает подъем, выталкивая брикет 17 из гильзы 27 посредством неподвижно стоящего пресс-штемпеля. Подъем нижнего ползуна совершается до упора его в главный ползун, после чего включается подъем главного ползуна и оба ползуна занимают верхнее исходное положение, где автоматически останавливаются в положении "Стоп".

Затем совершается ход плиты 12 справа налево, при этом брикет 17 подается на позицию 18 на ось укладки брикетов, а новый пакет 15 перемещается в позицию 16 - на ось пресса и описанный выше цикл с новым пакетом повторяется. В позиции 18 в зависимости от высоты брикета (по данным измерителя 21) подается импульс либо на опускание штанги с клещевыми захватами 30 подъемника 6 на брикет 17, либо на перемещение толкателя 34.

Если по данным измерителя 21 высота брикета не позволяет осуществить оптимальное заполнение контейнера 19 (вычисление производит ЭВМ), штанга подъемника 6 остается в верхнем исходном положении, а срабатывает толкатель 34, передавая брикет 17 на свободную позицию накопителя 7. При получении нужной высоты брикета в позиции 18 штанга с клещевыми захватами 30 опускается до касания с брикетом, происходит смыкание захватов на брикете и последующий подъем в верхнее положение.

Далее совершается ход плиты 12 слева - направо, при этом бетонный контейнер 19 перемещается на позицию 18 на ось укладки брикетов, а позиции 14 и 16 подготавливаются для проведения новых циклов. При наличии контейнера 19 на позиции 18 штанга укладчика 6 опускается до упора брикета либо в дно контейнера, либо в предыдущий брикет, после разжатия захватов штанги 24 вновь занимает верхнее исходное положение. При этом измеритель 5, установленный на укладчике 6, непосредственно измеряет заполняемость контейнера.

В среднем один контейнер рассчитан на пять брикетов, поэтому четыре рабочих цикла в линии идут непрерывно, а на пятом цикле (на пятом брикете) возможно либо переполнение, либо незаполнение контейнера. Для оптимального заполнения некондиционнный пятый брикет передается в накопитель 7, а из накопителя может быть возвращен на ось подъемника посредством толкателя 35 брикет необходимой высоты, подача нужной позиции с брикетом на ось толкателя осуществляется поворотом диска 32 от электромеханического привода 33.

Следующим перемещением плиты 12 справа налево контейнер 19 выдвигается на ось установки контейнера и в случае его заполнения брикетами, о чем сообщает оператору пресса миникомпьютер (по результатам измерения толщины брикетов измерителем 5), контейнер передвижным краном убирается через шлюз в зону складирования и на его место устанавливается новый контейнер, после чего работа прессовой установки продолжается.