×
29.12.2017
217.015.fb3d

Устройство для отбора проб расплавленного металла

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройствам для взятия проб в жидком или текучем состоянии и может быть использовано в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем для отбора проб расплавленного теплоносителя. Устройство содержит емкость для фиксации пробы 1, воздушную трубку 2, полость которой сообщена с полостью емкости 1, и механизм перемещения 3 емкости 1. Емкость 1 выполнена с крышкой 4 и днищем с отверстием, диаметр которого меньше диаметра капли отбираемой жидкости. Сообщение полости трубки 2 с полостью емкости 1 осуществлено через крышку 4. Внутри цилиндра 1 размещен запирающий элемент 5, материал которого имеет плотность меньше плотности отбираемой жидкости, за счет чего он имеет возможность перемещения по высоте при изменении уровня пробы в емкости 1. Изобретение позволяет исключить закупорку полости трубки застывающим металлом и возможность вытекания пробы в процессе транспортировки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к устройствам для взятия проб в жидком или текучем состоянии и может быть использовано в ядерных реакторах для отбора проб жидкометаллического теплоносителя.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является устройство для отбора проб в жидком или текучем состоянии, содержащее емкость для фиксации пробы с отверстием в днище, воздушную трубку с клапаном и механизм перемещения емкости, при этом емкость снабжена крышкой, соединенной с воздушной трубкой таким образом, что полость трубки сообщается с полостью емкости через крышку (погружной цилиндр точечного пробоотбора «Таргет», каталог оборудования http://millab.ru/equipments/tsilindr target/, опубл. 1996).

В известном устройстве через отверстие днища проходит трубка с зазором относительно внутренней поверхности емкости. Трубка является трактом поступления пробы в емкость, а кольцевой зазор между ней и внутренней поверхностью емкости - объемом фиксации пробы.

Известное устройство используют следующим образом.

Емкость (цилиндр) погружают в жидкость на заданную глубину с помощью механизма перемещения. В данном случае механизм перемещения представляет собой катушку, на которую намотана воздушная трубка с закрытым клапаном, поэтому погружение емкости осуществляют путем разматывания воздушной трубки. По достижении заданной глубины погружения цилиндр останавливают, клапан на воздушной трубке открывают. После открытия клапана давление воздуха в трубке стремится сравняться с атмосферным, а давление жидкости в точке отбора - выше атмосферного на величину гидростатического давления в этой точке. За счет разности давлений в воздушной трубке и в точке отбора пробы жидкость начинает поступать по трубке в полость цилиндра, скапливаясь и фиксируясь в зазоре. Затем емкость извлекают, крышку отвинчивают, пробу направляют для анализа ее состава.

Однако в случае отбора пробы жидкого металла, например жидкометаллического теплоносителя ядерного реактора, применение известного устройства вызовет ряд неудобств. Как отмечено выше, после открытия клапана давление воздуха внутри цилиндра стремится сравняться с атмосферным, а давление жидкости в точке отбора - выше атмосферного. Если цилиндр погружен под уровень жидкости на глубину, превышающую его высоту, то жидкость, заполнив цилиндр, попадает и в воздушную трубку. Если отбираемой жидкостью является расплавленный металл, то он может застыть в воздушной трубке. При застывании же металла в воздушной трубке сообщение полостей прекращается, а следовательно, последующие процедуры отбора пробы будут возможны только после прочистки воздушной трубки от застывшей в нем пробы. Кроме того, при транспортировке пробы к месту извлечения ее из цилиндра с отклонением его оси от вертикального положения часть пробы будет выливаться через трубку вниз. Такая ситуация возможна при перемещении цилиндра по наклонному каналу в корпусе реактора, который могут выполнить таким с целью исключения прямого прострельного излучения из реактора за его пределы через канал или из-за затесненности пространства на крышке реактора другим оборудованием.

Таким образом, недостатками известного устройства является сложность в эксплуатации при отборе проб расплава металла, обусловленная возможностью затекания пробы в воздушную трубку с последующим ее перекрытием, что приведет к дополнительным манипуляциям по очистке трубки для последующих отборов проб, и проблемами при транспортировке пробы в наклонном положении из-за возможности вытекания пробы из цилиндра.

Технической проблемой настоящего изобретения является отбор проб расплавленного металла, в том числе, жидкометаллического теплоносителя ядерного реактора.

Техническим результатом изобретения является исключение закупорки полости трубки застывающим металлом и возможности вытекания пробы в процессе транспортировки.

Технический результат достигается тем, в устройстве для отбора проб в жидком или текучем состоянии, содержащем емкость для фиксации пробы с крышкой и отверстием в днище, воздушную трубку с устройством контроля давления, полость которой сообщена с полостью емкости через крышку, и механизм перемещения емкости, внутри емкости размещен запирающий элемент для перекрытия проходного сечения воздушной трубки с возможностью его перемещения по высоте емкости вместе с уровнем жидкости за счет того, что запирающий элемент выполнен из материала, плотность которого меньше плотности отбираемой жидкости, а отверстие в днище емкости выполнено диаметром, меньшим диаметра капли отбираемой жидкости. Кроме того, запирающий элемент может быть профилирован по форме крышки.

Совокупность заявленных признаков позволит предотвратить попадание пробы в полость воздушной трубки и использовать устройство для отбора жидкого металла без дополнительных затрат на прочистку трубки, так как запирающий элемент исключит сообщение полостей трубки и емкости по достижении требуемого уровня пробы, а отверстие в емкости диаметром, меньшим диаметра отрыва капли отбираемой жидкости при заданном перепаде давления, обеспечит невытекание пробы из емкости за счет действия сил поверхностного натяжения и постоянство уровня пробы при транспортировке емкости, а значит и плотный контакт элемента с воздушной трубкой с целью перекрытия ее проходного сечения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлено устройство для отбора проб (продольный разрез).

Устройство содержит емкость для фиксации пробы 1, воздушную трубку 2, полость которой сообщена с полостью емкости 1, и механизм перемещения 3 емкости 1.

Емкость 1 выполнена, например, в виде полого цилиндра, один конец которого снабжен крышкой 4, а второй - днищем с отверстием, диаметр которого меньше диаметра отрыва капли отбираемой жидкости. Сообщение полости трубки 2 с полостью емкости 1 осуществлено через крышку 4. Внутри цилиндра 1 размещен запирающий элемент 5 с возможностью перемещения по высоте за счет изменения уровня пробы, материал которого имеет плотность меньше плотности отбираемой жидкости. Запирающий элемент 5 герметизирует емкость 1 по уплотняющей поверхности крышки 4. Например, шарик и конусная крышка.

Механизм перемещения 3 емкости 1 представляет собой катушку, на которую намотана трубка 2. На конце трубка 2 снабжена механизмом контроля давления, функцию которого в данном случае выполняет клапан 6. В другом варианте исполнения устройства отбора пробы механизм контроля давления может быть выполнен в виде вакуум-насоса.

Устройство работает следующим образом.

Емкость 1 путем вращения механизма перемещения 3 - катушки - и разматывания трубки 2 погружают в жидкометаллический теплоноситель.

Для отбора и удержания пробы после погружения емкости 1 нижним концом в расплав внутри трубки 2 создают и поддерживают давление, отвечающее условию:

Для предотвращения затекания пробы из емкости 1 в трубку 2 должно выполняться условие:

где

p1 - давление в точке отбора пробы, Па;

σ - коэффициент поверхностного натяжения расплава, Н/м;

d0 - диаметр отверстия в дне емкости, м;

dгер - гидравлический диаметр щели, остающейся между крышкой и герметизирующим элементом после уплотнения, м;

ρ - плотность расплава, кг/м3;

h - высота заполняемой расплавом части емкости, м;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Таким образом, после погружения емкости 1 под уровень теплоносителя выполняют снижение давления в трубке 2 до требуемой величины, и через отверстие в днище емкости 1 в ее полость начинает поступать расплав за счет возникшего перепада давления. С увеличением уровня пробы в емкости 1 поднимается запирающий элемент 5, который, в итоге, упирается в крышку 4 и перекрывает сообщение полости трубки 2 с полостью емкости 1. Металл прекращает поступать внутрь емкости 1, после чего ее извлекают из реактора. Запирающий элемент 5 может иметь выступающую над уровнем пробы часть, которая профилирована по форме крышки 4, что упрощает достижение контакта элемента 5 с уплотняющей поверхностью крышки 4.

При транспортировке пробы для поддержания плотного контакта элемента перекрытия 5 с трубкой 2 необходимо обеспечить постоянство уровня пробы внутри цилиндра. В противном случае, при снижении уровня пробы, элемент 5 также будет опускаться, и расплавленный металл пробы может проникнуть в трубку 2 при отклонении емкости от вертикали и/или при резком изменении перепада давления р1 - р2. Отверстие в днище емкости 1, диаметр которого меньше диаметра капли отбираемой жидкости, позволяет удерживать отобранную пробу внутри емкости 1 при транспортировке благодаря силе поверхностного натяжения расплава из известного из уровня техники условия отрыва капли, поддерживая, тем самым, постоянство уровня пробы и плотного контакта элемента 5 с концевым отверстием трубки 2.

После извлечения емкости 1 из реактора и охлаждения пробы до ее застывания крышку 4 емкости 1 отворачивают, а емкость 1 с пробой перемещают в лабораторию, где пробу извлекают и проводят анализ.

В частном случае отбора пробы свинца емкость 1 и элемент 5 изготавливают из сталей, так как на них образуется пассивирующее оксидное покрытие. Отбираемый расплав имеет низкую адгезию к поверхностям емкости для фиксации пробы 1 и запирающего элемента 5, поэтому после извлечения пробы на стенках емкости 1 и на поверхности элемента 5 не остается значительного количества застывшего расплава. Остатки пробы могут быть отмыты с их поверхностей специальными химическими препаратами и данные элементы устройства могут использоваться повторно.


Устройство для отбора проб расплавленного металла
Устройство для отбора проб расплавленного металла
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 693.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8277

Коррозионно-стойкая аустенитная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойким аустенитным сталям с повышенным содержанием кремния для использования в ядерной энергетике при изготовлении теплообменного оборудования, работающего при высокой температуре в контакте с пароводяной средой и тяжелым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499075
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
Показаны записи 1-10 из 266.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8277

Коррозионно-стойкая аустенитная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойким аустенитным сталям с повышенным содержанием кремния для использования в ядерной энергетике при изготовлении теплообменного оборудования, работающего при высокой температуре в контакте с пароводяной средой и тяжелым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499075
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
+ добавить свой РИД