CN115069043A - 一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核燃料循环及辐照效应研究技术领域，具体公开了一种能普遍适用于针对放射性实验屏蔽手套箱的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***及方法。该***立足于解决辐照后核燃料及材料样品试验检测过程中产生的放射性气体的高效过滤，结合实验样件的高放射性、手套箱的密封性等特点，发明了一种集通风、过滤、实时监测等功能于一体的通风过滤装置，可有效获得高效过滤、滤芯更换简易、密封性高等效果，可为辐照后核燃料及材料样品检测实验提供坚实的基础。
Description
技术领域
本发明属于核燃料循环及辐照效应研究技术领域，具体涉及一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，以及采用该***进行空气过滤及在线监测的方法。
背景技术
辐照后的核材料普遍具有极强的放射性，在实验过程中会产生大量的放射性粉尘和气溶胶，因此，核材料的性能测试及表征过程一般在热室内进行，在热室环境里产生的放射性粉尘和气溶胶可由配套的通风过滤装置进行过滤。但受热室操作的局限性，部分实验过程需要在特制的屏蔽手套箱内完成，但考虑到试样的放射性，特制屏蔽手套箱需满足多种必要条件，其中之一便是对放射性气体的过滤功能。目前市场上有多种适用于手套箱的过滤器，包括适用于放射性领域的核级过滤器，但极少有过滤器可同时满足集通风、过滤、实时监测、滤芯的快速插拔等功能于一体。
发明内容
本发明的目的是立足于解决辐照后核燃料及材料样品试验检测过程中产生的放射性气体的高效过滤的问题，同时结合实验样件的高放射性、手套箱的密封性特点，设计提出一种集通风、过滤、实时监测、快速更换功能于一体的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***及方法，可有效获得高效过滤、滤芯更换简易、密封性高等效果，为辐照后核燃料及材料样品检测实验提供坚实的基础。
为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现：
一方面，提供一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，包括通风模块、过滤模块、实时监测及反馈模块和快速更换模块；通风模块实现通风功能，包括***机体，机体中空且两端开口，两端开口分别作为进风口和排风口，进风口接入手套箱的排风口，排风口接入热室进风管口，机体内部安装抽风风机扇叶；过滤模块实现过滤功能，包括过滤片，过滤片设置在进风口和/或排风口处；实时监测及反馈模块实现实时监测功能，包括放射性物质监测探头和放射性物质监测仪表，放射性物质监测探头位于机体中空通风通道中，放射性物质监测探头与放射性物质监测仪表信号连接；快速更换模块实现快速更换功能，包括在机体上开设的快速插拔口，过滤片由快速插拔口***机体内部。以上技术方案提供了集通风、过滤、实时监测、快速更换功能于一体的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***。
作为空气过滤及在线监测***的优选方案，进风口一侧设置有三层过滤片A/B/C。
作为空气过滤及在线监测***的优选方案，排风口一侧设置有一层过滤片D。
作为空气过滤及在线监测***的优选方案，其特征在于：快速插拔口处设置有过滤片密封垫圈。
作为空气过滤及在线监测***的优选方案，实时监测及反馈模块还包括放射性物质监测显示器，放射性物质监测显示器设置在机体外壳上，且放射性物质监测显示器与放射性物质监测仪表信号连接。
作为空气过滤及在线监测***的优选方案，在机体中空通风通道中布置有多个放射性物质监测探头。
作为空气过滤及在线监测***的优选方案，各个放射性物质监测探头分别布置在由机体内部隔离开的独立通风通道中。
作为空气过滤及在线监测***的优选方案，机体外壳上设置有抽风风机开关及档位控制面板。
另一方面，提供一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测方法，采用上述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，实施以下步骤：
首先，进风口接入手套箱的排风口，排风口接入热室进风管口，开启抽风风机利用抽风风机扇叶提供动力，使手套箱内实验过程中产生的放射性气体通过进风口被抽入机体内部，并经过过滤片A/B/C；
然后，通过放射性物质监测探头检测放射性气体的过滤效率，数据反馈至放射性物质监测显示器上；
最后，放射性气体经过过滤片A，由排风口排出机体并进入热室。
作为空气过滤及在线监测方法的优选方案，测量过滤片A的放射性物质的含量，若过滤片A中放射性物质含量达标，则过滤后气体安全；若放射性物质含量超标，则应通过快速插拔口更换过滤片A/B/C。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.***的整体气密性，保证过滤过程中放射性气体不会散逸到空气中；
2.***集抽风、过滤、监测、快速更换功能集于一体，简化了过滤装置的结构；
3.***具有普适性，适用于热室/非热室条件下的各种工作环境；
4.***的过滤片采用快速插拔的方式进行更换，简化了更换过滤片的过程，过滤片与***机体连接处设计使用密封垫圈，固定过滤片的同时也保证了***整体的气密性；
5.***配置了放射性物质监测和反馈模块，可监测过滤后气体中的放射性物质含量，既可以监测过滤的效率，也可以反馈过滤片的使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1为实施例***内部结构示意图。
图2为实施例***外部结构示意图。
附图标记与对应的零部件名称：1-过滤片D；2-放射性物质监测探头；3-放射性物质监测仪表；4-抽风风机扇叶；5-过滤片密封垫圈；6-过滤片A/B/C；7-放射性物质监测显示器；8-快速插拔口；9-进风口；10-排风口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作的原理和特征等做进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明保护范围的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书的描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“高”、“低”“内”、“外”、“中心”、“长度”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。
本说明书中使用了流程图或文字来说明根据本申请的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本申请实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
本发明的目的是立足于解决辐照后核燃料及材料样品试验检测过程中产生的放射性气体的高效过滤的问题，同时结合实验样件的高放射性、手套箱的密封性特点，设计提出一种集通风、过滤、实时监测、快速更换功能于一体的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***及方法，可有效获得高效过滤、滤芯更换简易、密封性高等效果，为辐照后核燃料及材料样品检测实验提供坚实的基础。为达到上述目的，本发明通过下述具体实施方式实现：
实施例1
本实施例提供一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，能普遍适用于针对放射性实验屏蔽手套箱。如图1、图2所示，***包括以下四个模块：通风模块、过滤模块、实时监测及反馈模块和快速更换模块。通风模块包括***机体，机体中空且两端开口，两端开口分别作为进风口9和排风口10，进风口9接入手套箱的排风口，排风口10接入热室进风管口，机体内部安装抽风风机扇叶4；过滤模块包括过滤片，过滤片设置在进风口9和/或排风口10处；实时监测及反馈模块包括放射性物质监测探头2和放射性物质监测仪表3，放射性物质监测探头2位于机体中空通风通道中，放射性物质监测探头2与放射性物质监测仪表3信号连接；快速更换模块包括在机体上开设的快速插拔口8，每个过滤片上方都设置一个快速插拔口8，过滤片由快速插拔口8***机体内部，方便过滤片的更换。
具体地，在一种可选的实施例中，如图1所示，所述进风口9一侧设置有三层过滤片A/B/C6。所述排风口10一侧设置有一层过滤片D1。为增强***的密封性，所述快速插拔口8处设置有过滤片密封垫圈5。***采用全封闭式设计，在过滤片与机体接触的地方增加了过滤片密封垫圈5，极大地增强了***整体的密封性。
具体地，在一种可选的实施例中，如图1、图2所示，所述实时监测及反馈模块还包括放射性物质监测显示器7，放射性物质监测显示器7设置在机体外壳上，且放射性物质监测显示器7与放射性物质监测仪表3信号连接。所述在机体中空通风通道中布置有多个放射性物质监测探头2。所述各个放射性物质监测探头2分别布置在由机体内部隔离开的独立通风通道中。所述机体外壳上设置有抽风风机开关及档位控制面板。
综上，本实施例是一种能普遍使用且实时观察放射性物质过滤效率的过滤装置，基于上述实施方案，其特征表现在：
1.为保证过滤过程中的气密性，***采用整体式的设计；
2.***将抽风、过滤、监测等功能集于一体，简化了过滤装置的整体结构；
3.***具有普适性，适用于各种非热室条件下的工作环境；
4.***的过滤片采用快速插拔的方式进行更换，简化了更换过滤片的过程，过滤片与***机体连接处设计使用橡胶垫片，固定过滤片的同时也保证了过滤装置整体的气密性；
5.***拥有放射性物质监测和反馈装置，监测过滤后的气体中的放射性物质的含量，这样既可以监测过滤的效率，也可以反馈处过滤片的使用寿命。
实施例2
本实施例提供一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测方法，采用如实施例1所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，实施以下步骤：
首先，在使用前需将进风口9接入手套箱的排风口，排风口10接入热室进风管口，接入点用螺栓固定，***涂抹商用密封胶，保障在使用过程中气体不会发生泄漏。将***与手套箱、热室密封连接好后，启动***电源，开启抽风风机利用抽风风机扇叶4提供动力，使手套箱内实验过程中产生的需要过滤的放射性气体通过进风口9被抽入机体内部，从手套箱中抽取出来的气体经过风机前方的三层过滤片A/B/C6，完成最大程度的过滤；
然后，通过风机后方的放射性物质监测探头2检测放射性气体的过滤效率，数据反馈至放射性物质监测显示器7上，可实时监测三层过滤片A/B/C6过滤后的气体中放射性物质的含量；
最后，放射性气体经过在***上的最后一层过滤片A1，将过滤后的气体在过滤一次，保障了过滤后气体的安全性，再由排风口10排出机体并进入热室。
在一种可选的实施例中，通过了高效过滤器过滤片A/B/C6的放射性气体会经过最后一道过滤片A1，测量最后一道过滤片即过滤片A1的放射性物质的含量，若过滤片A1中放射性物质含量达标，则可保障过滤后气体的安全性；若放射性物质含量超标，则应通过快速插拔口8更换过滤片A/B/C6。这样即可保障过滤后气体的安全性，也可以实时监控过滤片A/B/C6的使用寿命。通过测量最后一层过滤片A1上的放射性物质含量，也可以反馈出前三层过滤片A/B/C6的使用寿命，***不仅可以监测过滤效率还可以监测过滤片滤芯的使用寿命，保障设备的安全运行。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于，包括通风模块、过滤模块、实时监测及反馈模块和快速更换模块；通风模块包括***机体，机体中空且两端开口，两端开口分别作为进风口(9)和排风口(10)，进风口(9)接入手套箱的排风口，排风口(10)接入热室进风管口，机体内部安装抽风风机扇叶(4)；过滤模块包括过滤片，过滤片设置在进风口(9)和/或排风口(10)处；实时监测及反馈模块包括放射性物质监测探头(2)和放射性物质监测仪表(3)，放射性物质监测探头(2)位于机体中空通风通道中，放射性物质监测探头(2)与放射性物质监测仪表(3)信号连接；快速更换模块包括在机体上开设的快速插拔口(8)，过滤片由快速插拔口(8)***机体内部。
2.根据权利要求1所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于：进风口(9)一侧设置有三层过滤片A/B/C(6)。
3.根据权利要求2所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于：排风口(10)一侧设置有一层过滤片D(1)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于：快速插拔口(8)处设置有过滤片密封垫圈(5)。
5.根据权利要求3所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于：实时监测及反馈模块还包括放射性物质监测显示器(7)，放射性物质监测显示器(7)设置在机体外壳上，且放射性物质监测显示器(7)与放射性物质监测仪表(3)信号连接。
6.根据权利要求5所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于：在机体中空通风通道中布置有多个放射性物质监测探头(2)。
7.根据权利要求6所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于：各个放射性物质监测探头(2)分别布置在由机体内部隔离开的独立通风通道中。
8.根据权利要求1所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，其特征在于：机体外壳上设置有抽风风机开关及档位控制面板。
9.一种主动吸附式核级空气过滤及在线监测方法，其特征在于，采用如权利要求5-7任意一项所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测***，实施以下步骤：
首先，进风口(9)接入手套箱的排风口，排风口(10)接入热室进风管口，开启抽风风机利用抽风风机扇叶(4)提供动力，使手套箱内实验过程中产生的放射性气体通过进风口(9)被抽入机体内部，并经过过滤片A/B/C(6)；
然后，通过放射性物质监测探头(2)检测放射性气体的过滤效率，数据反馈至放射性物质监测显示器(7)上；
最后，放射性气体经过过滤片A(1)，由排风口(10)排出机体并进入热室。
10.根据权利要求9所述的主动吸附式核级空气过滤及在线监测方法，其特征在于：测量过滤片A(1)的放射性物质的含量，若过滤片A(1)中放射性物质含量达标，则过滤后气体安全；若放射性物质含量超标，则应通过快速插拔口(8)更换过滤片A/B/C(6)。
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