Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ МОЙКИ И ДЕЗАКТИВАЦИИ

Изобретение относится к атомной промышленности и может быть использовано при дезактивации различного оборудования сложной формы с внутренними полостями, преимущественно обечаек и труб. Кроме того, оно может быть использовано в промышленности для мойки, снятия различного рода покрытий, для очистки поверхностей перед нанесением лакокрасочных покрытий и для полирования изделий.

Известна установка для мойки изделий, содержащая две ванны для моющего раствора, держатели изделий, средство для относительного движения изделий и моющего раствора, кинематически связанное с держателями изделий, причем каждая ванна снабжена дополнительной емкостью с образованием системы сообщающихся сосудов, средство создания относительного движения изделий и моющего раствора имеет систему подачи сжатого газа, сообщенный с ней пульсатор и распределительный клапан с поворотным рабочим органом, имеющим сообщенный с выходом пульсатора входной канал и два выходных канала, причем распределительный клапан связан посредством трубопроводов с дополнительными емкостями для периодического сообщения одного из выходных каналов рабочего органа при повороте последнего с соответствующей емкостью, при этом держатели подпружинены относительно ванн и связаны с рабочим органом посредством установленной на нем планки для обеспечения ее поворота.

Кроме того, пульсатор имеет корпус с отверстиями и установленный в корпусе с возможностью вращения приводной сердечник, причем в сердечнике выполнены продольные и поперечные каналы для прохода сжатого газа при вращении сердечника через каналы в корпусе соответственно в атмосферу и во входной канал распределительного клапана.

Кроме того, одна из ванн снабжена коллектором для ополаскивания деталей, причем ванны сообщены между собой переливными трубами (см. авторское свидетельство №1586798, Кл. В08В 3/04, 1988).

Недостатком конструкции известной установки является невозможность использования в моющем растворе добавок абразивного материала вследствие его седиментации в ваннах, что снижает эффективность отмывки изделий, имеющих загрязнения с прочным сцеплением.

Кроме того, в известной установке многократные колебания моющей жидкости в ваннах осуществляются периодической подачей сжатого воздуха в дополнительные емкости и его сброса через продольные и поперечные каналы сердечника пульсатора при его вращении.

Вытеснение моющего раствора из дополнительных емкостей осуществляется подачей сжатого воздуха под определенным давлением, а после сброса давления возвращение уровня моющего раствора в исходное положение осуществляется под действием гидростатического давления моющего раствора в ваннах, поэтому продолжительность подачи сжатого воздуха и продолжительность его сброса и возвращения уровня жидкости в исходное положение будут иметь различные значения, зависящие от скорости вращения сердечника и размеров продольных и поперечных каналов в нем. Поэтому установление оптимальной амплитуды колебаний моющего раствора в ваннах возможно только при строго определенных и взаимосвязанных значениях давления сжатого воздуха, уровня жидкости в ваннах и дополнительных емкостях, скорости вращения сердечника и размеров продольных и поперечных каналов в нем.

Известна установка для мойки изделий, содержащая корпус, разделенный перегородкой на расположенные одна над другой камеру мойки и камеру для моющего агента, соединенные между собой трубопроводом, снабженным в камере мойки соплами, встроенный в перегородку запорный клапан для периодического сообщения камер, систему подачи сжатого воздуха с пневмоприводом, пневмораспределителем и поплавковой камерой, причем поплавковая камера сообщена с камерой мойки в нижней ее части, поплавок установлен с возможностью периодического взаимодействия с управляющим органом пневмораспределителя, камера мойки сообщена с атмосферой, а система подачи сжатого газа связана с камерой для моющего агента в верхней ее части посредством обратного клапана, при этом пневмопривод связан с клапаном со стороны камеры для моющего агента и с системой подачи сжатого воздуха посредством пнемораспределителя и имеет средство для периодического сообщения с атмосферой (см. авторское свидетельство №1258508, кл. В08В 3/02, 1985), которое заявитель выявил как наиболее близкое устройство того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков и выбрал за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной установки для мойки изделий, относится то, что отмывка изделий осуществляется соплами с подачей на отмываемую поверхность направленных струй. При отмывке изделий сложной геометрической формы с внутренними полостями, например обечаек и труб, осуществить подачу струй моющего агента на внутренние дезактивируемые поверхности невозможно.

Наличие запорного клапана для периодического сообщения камер, встроенного в перегородку между камерами, пневмопривода и поплавковой камеры, сообщающейся с камерой мойки в нижней ее части, снижает надежность работы известной установки и эффективность отмывки изделий, имеющих загрязнения с прочным сцеплением, вследствие невозможности применения добавок абразивного материала в моющем агенте.

Целью изобретения является осуществление возможности дезактивации полых изделий, упрощение конструкции установки и повышение эффективности отмывки и дезактивации изделий, имеющих загрязнения с прочным сцеплением, а также автоматизация проведения дезактивации.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в использовании в моющем агенте добавок абразивного материала для снятия загрязнений с прочным сцеплением, достижении высокой скорости возвратно-поступательного движения моющего агента в камере мойки и регулировании амплитуды колебаний уровня моющего агента в камере мойки.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для мойки изделий, содержащей расположенные одна над другой камеру мойки, сообщающуюся с атмосферой, и камеру для моющего агента, соединенные между собой трубопроводом, систему подачи сжатого воздуха с пневмораспределителем, связанную с камерой для моющего агента в верхней ее части. Камера мойки выполнена по размерам отмываемого изделия с минимальными зазорами и снабжена распределителем потока, установленным в нижней ее части, камера для моющего агента в верхней части снабжена люком для загрузки абразивного материала, а в нижней части соплами, соединенными с трубопроводом подачи воды и люком для выгрузки абразивного материала.

Кроме того, пневмораспределитель состоит из двух быстродействующих клапанов, установленных на трубопроводах подачи и сброса сжатого воздуха из камеры для моющего агента, и пульта управления клапанами, который содержит программируемый микроконтроллер и панель оператора.

Кроме того, к дну камеры для моющего агента посредством полнопроходного клапана присоединен контейнер, для размещения дезактивируемых изделий в камере мойки используется захват с центральным стержнем, образующим минимальный зазор между центральным стержнем и внутренней полостью отмываемого изделия, а в качестве абразивного материала используется кварцевый песок, состоящий из силикатов и алюмосиликатов.

Выполнение камеры мойки по размерам отмываемого изделия с минимальными зазорами, использование для размещения изделий в камере мойки захвата с центральным стержнем, образующим минимальный зазор между центральным стержнем и внутренней полостью отмываемого изделия, установка в нижней части камеры мойки распределителя потока позволили повысить скорость возвратно-поступательного движения моющего агента в камере мойки, направлять поток моющего агента, вытесняемого из камеры для моющего агента, на внутреннюю и наружную поверхности отмываемого изделия и, тем самым, повысить эффективность отмывки и дезактивации.

Снабжение камеры для моющего агента в верхней части люком для загрузки абразивного материала, а в нижней части соплами, соединенными с трубопроводом подачи воды и люком для выгрузки абразивного материала, позволили вводить в моющий агент абразивный материал, осуществлять его суспензирование в камере для моющего агента, и, тем самым, осуществлять отмывку и дезактивацию изделий, имеющих загрязнения с прочным сцеплением.

Выполнение пневмораспределителя из двух быстродействующих клапанов, установленных на трубопроводах подачи и сброса сжатого воздуха из камеры для моющего агента, и пульта управления клапанами, содержащего программируемый микроконтроллер и панель оператора, позволяет устанавливать отличающиеся друг от друга продолжительности подачи сжатого воздуха и его сброса и, тем самым, устанавливать оптимальную амплитуду колебаний моющего агента в камере мойки, что упрощает конструкцию установки, повышает надежность и эффективность отмывки и дезактивации и дает возможность автоматизации процесса отмывки.

Присоединение к дну камеры для моющего агента посредством полнопроходного клапана контейнера позволяет осуществлять замену абразивного материала.

Применение в качестве абразивного материала кварцевого песка, состоящего из силикатов и алюмосиликатов, являющихся хорошими сорбентами, исключает повторную сорбцию загрязнений металлическими поверхностями при их дезактивации и, тем самым, повышает эффективность дезактивации.

При исследовании заявителем отличительных признаков описываемой установки для мойки и дезактивации не было выявлено из имеющихся патентных и научно-технических источников информации о каких-либо аналогичных известных решениях, характеризующихся признаками, идентичными всем существенным признакам данного изобретения. Предлагаемая установка поясняется чертежом, на котором изображена установка для мойки и дезактивации, в частности для дезактивации узлов выводимых из эксплуатации чехлов хранения облученных тепловыделяющих сборок (ОТВС) атомных электростанций, а именно пеналов, в которых размещались ОТВС.

Основной причиной загрязнения поверхностей пеналов чехла является механическое взаимодействие загрязненной ОТВС с чистой поверхностью пеналов при загрузке, транспортировке и хранении ОТВС в чехле, в результате чего возникают локальные загрязнения поверхностей чехла с довольно прочным сцеплением. Исходя из характера загрязнения применение химического растворения локальных загрязнений моющими растворами в известной установке приведет к повторной сорбции загрязнений металлическими поверхностями пенала, что снижает эффективность отмывки.

Наиболее эффективным способом дезактивации подобных загрязнений является механическое воздействие со снятием загрязнений абразивным материалом, например песком, состоящим из силикатов и алюмосиликатов, являющихся хорошими сорбентами, что исключает повторную сорбцию загрязнений металлическими поверхностями пеналов при их дезактивации.

Пеналы чехла представляют собой сварные трубы диаметром 288 мм и длиной 4 м, изготовленные из нержавеющей стали 12X18Н10Т. Поскольку в пеналах располагались ОТВС, в основном загрязнены их внутренние поверхности.

Предлагаемая установка, представленная на чертеже, содержит камеру мойки 1, в которую помещается дезактивируемый пенал 2, камеру 3 для моющего агента, размещенную ниже камеры мойки 1 и соединенную с ней нагнетательным трубопроводом 4.

Камера мойки 1 снабжена внутри направляющими ребрами 5, обеспечивающими определенный кольцевой зазор между камерой мойки 1 и установленным в нее пеналом 2. Для повышения скорости возвратно-поступательного движения моющего агента пенал 2 устанавливается в камеру мойки 1 захватом 6 с центральным стержнем 7 для создания определенного кольцевого зазора между внутренней поверхностью пенала 2 и центральным стержнем 7 с целью повышения скорости возвратно-поступательного движения моющего агента.

В нижней части камеры мойки 1 смонтирован также распределитель 8 для направления потока на наружную и внутреннюю поверхности пеналов.

В верхней части камеры мойки 1 смонтировано обмывочное устройство 9, присоединенное к трубопроводу 10 подачи воды.

В дне камеры 3 для моющего агента установлены сопла 11, присоединенные также к трубопроводу 10 подачи воды.

К верхней части камеры 3 для моющего агента присоединен пульсопровод 12, соединяющийся с пневмораспределителем 13, состоящим из клапанов 14 и 15, установленных на трубопроводах 16 и 17 подачи сжатого воздуха и сдувки сжатого воздуха из камеры 3 в вытяжную вентиляцию соответственно. Открытие и закрытие клапанов 14 и 15 через заданные промежутки времени осуществляется автоматически с помощью пульта управления 18.

Камера 3 для моющего агента снабжена загрузочным люком 19, установленным на уровне декантации, трубопроводом 20 и установленным в днище полнопроходным клапаном 21, присоединенным к контейнеру 22.

Предлагаемая установка работает следующим образом. В камеру мойки 1 в пространство между ребрами 5 при помощи захвата 6 устанавливается дезактивируемый пенал 2. В камеру 3 для моющего агента через загрузочный люк 20 засыпается абразивный материал, а затем по трубопроводу 10 через сопла 11 подается вода, осуществляя суспензирование абразивного материала.

После полного заполнения камеры 3 для моющего агента на панели оператора пульта управления 18 вводятся оптимальные продолжительности нахождения клапанов 14 и 15 пневмораспределителя 13 в открытом положении, осуществляющих через пульсопровод 12 попеременную подачу сжатого воздуха в камеру 3 для моющего агента и сброс отработанного сжатого воздуха из нее. При открытии клапана 14 сжатый воздух из трубопровода 16 поступает в камеру 3 и вытесняет моющий агент из нее через нагнетательный трубопровод 4 в камеру мойки 1. При этом моющий агент разделяется распределителем 8 на два потока, один из которых поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью пенала 2 и центральным стержнем 7 захвата 6, а второй поток - в кольцевой зазор между камерой мойки 1 и пеналом 2. Продолжительность нахождения клапана 14 в открытом положении устанавливается на пульте управления 18 таким образом, чтобы максимальный уровень моющего агента, поступающего в камеру мойки 1, превышал высоту пенала 2. При достижении этого уровня клапан 14 закрывается и открывается клапан 15, сжатый воздух из камеры 3 для моющего агента сдувается через трубопровод 17 в вытяжную вентиляцию, а моющий агент из камеры мойки под действием гидростатического давления возвращается в камеру 3 для моющего агента. Далее процесс повторяется.

Таким образом, в камере мойки 1 происходит возвратно-поступательное движение моющего агента с суспензированным абразивным материалом. Амплитуда колебаний уровня моющего агента в камере мойки 1 регулируется устанавливаемой на пульте управления продолжительностью нахождения клапана 14 в открытом положении, при этом максимальное ее значение достигается колебанием уровня моющего агента по всей высоте пенала. В результате осуществляется снятие суспензированным абразивным материалом загрязнений с прочным сцеплением и, тем самым, осуществляется эффективная дезактивация внутренних и наружных поверхностей пеналов 2.

После окончания дезактивации при останове установки моющий агент возвращается в камеру 3. При извлечении отмытого пенала 2 из камеры мойки 1 по трубопроводу 10 на обмывочное устройство 9 подается вода для смыва частиц абразивного материала.

По мере накопления активности в абразивном материале, являющемся сорбентом, осуществляется замена абразивного материала. При этом вода из камеры 3 удаляется через трубопровод 20, установленный на уровне декантации, а абразивный материал через полнопроходной клапан 21 выгружается в контейнер 22, в котором и удаляется на захоронение как твердые радиоактивные отходы.

При введении в моющий агент соответствующего абразивного материала требуемой фракции и твердости в предлагаемой установке аналогичным образом может осуществляться полирование внутренних и наружных поверхностей изделий.

Кроме того, к дну камеры для моющего агента посредством полнопроходного клапана присоединен контейнер, пульт управления клапанами содержит программируемый микроконтроллер и панель оператора, а в качестве абразивного материала используется кварцевый песок, состоящий из силикона и алюмосиликатов.