автоклав

Формула изобретения

Автоклав, содержащий корпус с крышкой, контейнер с обрабатываемым материалом, средство для установки и перемещения контейнера, теплообменники, нагреватели и вентилятор, отличающийся тем, что он снабжен насадками, расположенными по обе стороны контейнера и соединенными с напорным патрубком вентилятора, при этом в верхней части каждого насадка размещен нагреватель, в нижней теплообменник, а средство для установки и перемещения контейнера выполнено в виде попарно соединенных роликов, причем одна пара роликов размещена на приводном валу двигателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для проведения технологических процессов при повышенной температуре и давлении и может быть использовано в химической и радиохимической промышленности при работе с сублимирующими веществами, например гексафторидом урана.

Известен эллипсоидальный сосуд [1] работающий под давлением, имеющий оболочку, выполненную из двух частей для облегчения ее транспортировки и установки. Предусмотрено приспособление, удерживающее одну из частей оболочки в неподвижном положении, и специальное устройство, перемещающее в горизонтальной плоскости вторую часть оболочки относительно первой при открывании и закрывании сосуда. Под воздействием устройства герметичный сосуд открывается и в него можно поместить или извлечь из него тороидальный объект. Тороидальный объект устанавливается в автоклав на опору.

Недостатком вышеописанного устройства является сложность изготовления сосуда и трудность его обслуживания.

Известен горизонтальный автоклав [2] принятый авторами за прототип, содержащий корпус с рельсовым путем, нагревательные элементы, встроенные в корпус автоклава, теплообменник, установленный на всасывающем патрубке вентилятора, тележку для перемещения обрабатываемых изделий, нижний и верхний тепловые экраны, при этом нижний тепловой экран жестко скреплен с опорной поверхностью тележки и снабжен лабиринтным уплотнением.

Автоклав работает следующим образом. При снятой крышке тележка с материалом закатывается на рельсовый путь автоклава, крышка закрывается, и автоклав герметизируется байонетным затвором. Включается вентилятор, поток воздуха циркулирует, проходя от вентилятора через технологическую зону, где контактирует с нагревательными элементами, поступает в рабочую зону автоклава, где обдувает и нагревает продукт на тележке. После окончания процесса нагревания нагревательные элементы выключаются и включается теплообменник, который охлаждает воздух, перемещаемый вентилятором.

Этот автоклав не пригоден для сжижения гексафторида урана из-за местных перегревов контейнера, особенно опасных в нижней его части при фазовых переходах гексафторида урана. Кроме того, использование рельсового пути в автоклаве значительно увеличивает необходимую площадь обслуживания автоклава и обслуживает применение подвижной тележки для контейнера, что усложняет конструкцию устройства для вращения контейнера, предусмотренного технологическим процессом.

Поставленная задача разработки автоклава для сжижения гексафторида урана достигается тем, что автоклав, содержащий корпус с крышкой, контейнер с обрабатываемым материалом, средство для установки и перемещения контейнера, теплообменники, нагреватели и вентилятор, снабжен насадками, расположенными по обе стороны контейнера и соединенными с напорным патрубком вентилятора, при этом в верхней части каждого насадка размещен нагреватель, в нижней - теплообменник, а средство для установки и перемещения контейнера выполнено в виде попарно соединенных роликов, причем одна пара роликов размещена на приводном валу двигателя.

На фиг. 1 изображен продольный разрез общего вида автоклава; на фиг.2 - вид сверху с открытой крышкой; на фиг.3 разрез А-А фиг.1.

Автоклав содержит корпус 1 с теплоизоляцией, крышку 2 с механизмом или ее открывания и закрывания и теплоизоляцией, байонетный затвор 3 с механизмом поворота байонетного кольца. В нижней части корпуса 1 расположено основание 4, на котором смонтировано средство 5 для установки и перемещения контейнера 6 с материалом. Контейнер 6 установлен в горизонтальном положении по оси 7, проходящей через центр автоклава. Средство 5 для установки и перемещения контейнера состоит из роликов 8, попарно размещенных по обе стороны оси 7 под углом 30^o к центральной оси 9. При этом с одной стороны оси 9 пара роликов 8 размещена на приводном валу 10, соединенном цепной передачей 11 с электроприводом 12. По другую сторону оси 9 ролики 8 размещены на оси 13 с возможностью вращения вместе с осью 13.

По обе стороны контейнеры 6 расположены насадки 14, распределяющие воздушный поток по цилиндрической поверхности контейнера. Каждый насадок 14 представляет собой металлический кожух прямоугольного сечения со стороны контейнера 6, соединенный с помощью переходника, имеющего форму усеченной пирамиды, с нагнетательным патрубком вентилятора 15. Каждый насадок 14 может быть размещен или параллельно оси 16 или под углом около 20^o по отношению к оси 16. В верхней части каждого насадка 14 размещены нагреватели 17, в нижней части теплообменник 18 с патрубками ввода и вывода хладагента. Зона размещения нагревателей 17 отделена от зоны размещения теплообменника 18 перегородкой 19. Вентилятор 15 приводится в действие электродвигателем 20, закрепленным на корпусе 1 автоклава.

Каждый насадок 14 крепится к основанию 4 с помощью опорного приспособления 21. На основании 4 установлено устройство 22 для взвешивания контейнера, контактирующее с опорой 5 роликов 8. Автоклав имеет штуцер 23, соединяемый со штуцером 24 контейнера с помощью гибкого шланга 25. На штуцере 24 установлен запорный орган с электроприводом 26.

Автоклав работает следующим образом.

Крышку 2 автоклава открывают с помощью механизма для ее открывания и контейнер 6 с гексафторидом урана устанавливают с помощью подъемного крана на средство 5 для установки и перемещения контейнера, при этом штуцер контейнера 24 расположен сверху. Штуцера 23 и 24 соединяют гибким шлангом 25, после чего крышку 2 закрывают и уплотнят байонетным затвором 3 с подачей давления в прокладку байонетного затвора. Затем включают нагреватели 17 и вентиляторы 15. Струи нагретого воздуха с двух сторон направляются к верхней части контейнера 6, распределяясь по всей его длине, нагревают верхнюю часть контейнера, что позволяет избежать местных перегревов при плавлении гексафторида урана. При нагревании в контейнере повышается температура и давление. При определенных значениях давления и температуры происходит фазовое превращение гексафторида урана, он из твердой фазы переходит в жидкую. После того как в жидкую перейдет все содержимое контейнера, включается привод 12, приводящий через цепную передачу 11 во вращение вал 10 с роликами 8, что обеспечивает поворот контейнера 6 на 180^o. При этом штуцер 24 контейнера занимает нижнее положение, после открытия запорного органа 26 гексафторид урана в жидком состоянии через шланг 25 и штуцер 23 автоклава передается на последующую технологическую операцию. Контроль за опорожнением контейнера 6 ведется с помощью взвешивающего устройства 22.

Автоклав позволяет проводить операцию заполнения контейнеров жидким гексафторидом урана. В этом случае пустой контейнер 6 устанавливают в автоклав как описано выше. Контейнер вакуумируют через штуцера 23 и 24, затем подают хладагент в теплообменники 18 и включают вентиляторы 15. Поток охлажденного воздуха направляется в нижнюю часть контейнера с двух сторон, распределяясь по всей длине контейнера. Заполнение контейнера 6 жидким гексафторидом урана производится через штуцер 23 автоклава. В дальнейшем продукт из жидкой фазы переходит в твердую, заполняя свободный объем контейнера. Степень заполнения контейнера контролируется взвешивающим устройством 22. После заполнения контейнера байонетный затвор 3разуплотняется, крышка 2 открывается с помощью механизма открывания, гибкий шланг 25 отсоединяется от штуцера 24, заполненный контейнер с помощью подъемного крана извлекается из автоклава и перемещается по технологической цепочке для дальнейшей переработки.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1. Патент США N 3859054, кл. B 01 J 3/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР, N 1667918, кл. B 01 J 3/00, 1991 (прототип).