DE1473778C3 - Vorrichtung zum Aussortieren von Kugeln mit beschädigter Oberfläche und verändertem Durchmesser aus einer Kugelschüttung - Google Patents
Vorrichtung zum Aussortieren von Kugeln mit beschädigter Oberfläche und verändertem Durchmesser aus einer KugelschüttungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aussortieren von Kugeln mit beschädigter
Oberfläche und verändertem Durchmesser aus einer Kugelschüttung, vorzugsweise einer Kugelschüttung
eines Kernreaktors, mit einem aus mehreren Gängen bestehenden drehbaren Gewindeteil, dessen Gänge
vorzugsweise einen dreieckigen Querschnitt besitzen, wobei die Spitze des Dreiecks in das Innere des
Gewindeteiles zeigt und die Gänge so voneinander beabstandet sind, daß zwischen die Gänge eingebrachte
Kugeln im unbeschädigten Zustand nicht aus ihnen herausfallen können und in jedem Gewindegang
mindestens ein mit diesen umlaufendes Umlenkstück vorgesehen ist.
Eine Vorrichtung mit diesen Merkmalen ist durch die DT-PS 14 48 376 unter Schutz gestellt. Weiterhin sind
bisher Vorrichtungen bekannt (US-PS 13 35 522, DP-PS 42 043, Eckerkunst: »Automatisierung in der Längenmeßtechnik«.
19b4, S. 80/81), bei denen ein keilförmiger MelJspalt von zwei nebeneinander angeordneten
Walzen gebildet wird und eine auf einer der Walzen angebrachte und sich um diese drehende Schnecke
s vorgesehen ist. die den Vorschub der rollen- oiler
kugelförmigen Prüfkörper bewirkt. Diese Vorrichtungen arbeiten lediglich als Sortiervorrichtungen, wobei
die Prüfkörper je nach Durchmesser voneinander getrennt werden. Die Prüfkörper rollen so lange
ίο zwischen den beiden Walzen entlang, bis die Breite des
keilförmigen Meßspaltes mit dem Maß der Prüfkörper übereinstimmt. Dann fallen sie nach unten und werden
in besondere Gefäße geleitet. Die Aussortierung erfolgt also lediglich nach der Größe der Prüfkörper, wobei
Unrundheiten oder Beschädigungen der Oberfläche nur in bestimmten Fällen erfaßt werden, da nicht die
gesamte Oberfläche der Prüfkörper abgetastet wird.
Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (US-PS 11 66 537) wird ein keilförmiger Meßspalt von zwei
Schienen, deren Abstand sich stetig vergrößert, gebildet. Für den Transport der Prüfkörper dient hierbei
ebenfalls eine sich drehende Schnecke, die unter den Schienen angeordnet ist. Die Aussortierung erfolgt auch
hierbei nur nach der Größe der Prüfkörper.
Weiterhin ist es bekannt (DT-Gbm 19 24 620), die aus einem Kugelabzugsrohr austretenden Kugeln in den
Raum zwischen zwei parallel angeordneten und zur Waagerechten geneigten drehbaren Walzen zu führen
und die unbeschädigten Kugeln aus den Kugelbruchstücken herauszusortieren. Diese Einrichtung wirkt also
lediglich als Bruchabscheider.
Zum Stand der Technik gehört ferner eine Vorrichtung (DT-Gbm 19 14 085), mit deren Hilfe die aus einem
Reaktorkern abströmenden kugelförmigen Brennstoffelemente vereinzelt werden können. Sie besteht aus
einem rotierenden Teller mit einer Bohrung und einer fest angeordneten Scheibe, in die ein Ringspalt von der
gleichen Breite und auf dem gleichen Radius liegend wie die Bohrung eingearbeitet ist. Ein Aussortieren der
kugelförmigen Elemente findet bei der Vereinzelung nicht statt.
Die erstgenannten Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß ein genaues Aussortieren von Kugeln mit
vermindertem Durchmesser oder beschädigter Oberfläehe nur dann möglich ist, wenn der Testweg zum
Abtasten der Kugeln möglichst lang gemacht wird, was eine große Baulänge der Vorrichtungen mit sich bringt.
Steht, wie z. B. in der Reaktortechnik, eine hinreichend große Baulänge nicht zur Verfugung, so muß auf eine
größere Genauigkeit verzichtet werden.
Bei der Vorrichtung nach der DT-PS 14 48 376 wird das Problem, bei hinreichend kurzer Baulänge einen
genügend langen Testweg zur Verfugung zu haben, dadurch gelöst, daß die Führungsbahn für die abzutastenden
Kugeln nicht gerade, sondern gekrümmt verläuft. Die Vorrichtung weist ein aus mehreren
Gängen bestehendes Gewindeteil auf, dessen Gänge vorzugsweise einen dreieckigen Querschnitt besitzen,
wobei die Spitze des Dreiecks in das Innere des Gewindeteils zeigt. Die Gewindegänge sind so voneinander
beabstandet, daß zwischen die Gänge eingebrachte Kugeln im unbeschädigten Zustand nicht aus ihnen
herausfallen können, und in jedem Gewindegang ist mindestens ein mit diesem umlaufendes Umlenkstück
vorgesehen.
In der Praxis ist es erforderlich, daß dem Vorgang des Aussortieren der Kugeln eine Vereinzelung vorausgeht,
um Verstopfungen oder Stockungen im Kugelzu-
lauf zu vermeiden. Die Hintereinanderschaltung einer
bekannten Vereinzeinereinrichtung und der eben beschriebenen Sortiervorrichtung würde aber den
Vorteil wieder zunichte machen, den die Anordnung eines Gewindeteils als Führungsbahn für die auszusortierenden
Kugeln darstellt; d. h. die kurze Bauweise ginge wieder verloren. Ferner müßten mehrere
drehende Teile in die Anlage, /.. B. die Beschickungsanlage für einen Kernreaktor, eingebaut werden, was sich
ungünstig auf die Betriebssicherheit auswirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die eingangs genannte Vorrichtung zum Aussortieren von
Kugeln dahingehend zu verbessern, daß bei Einhaltung einer kurzen Baulänge eine hohe Betriebssicherheit und
ein zuverlässiger Betriebsablauf gewährleistet sind.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in einem der Zufuhr der Kugeln aus
der Kugelschüttung dienenden gebogenen Kugelabzugsrohr ein in bekannter Weise zur Waagerechten
geneigter rotierender Teller mit einer am Rand des Tellers angebrachten Bohrung von etwas größerem
Durchmesser als eine der Kugeln vorgesehen ist und daß das aus mehreren Gängen bestehende Gewindeteil
starr mit dem Teller verbunden ist, wobei der Innenraum des Gewindeteils durch die Bohrung mit
dem Kugelabzugsrohr in Verbindung steht.
Die in dem Kugelabzugsrohr anstehenden Kugeln werden einzeln durch die in dem rotierenden Teller
vorhandene Bohrung abgezogen, treten in das Innere des Gewindeteils ein und geraten in den ersten
Gewindegang. Stockungen und Verstopfungen sind nicht möglich. Durch die Drehung des mit dem Teller
starr verbundenen Gewindeteils durchlaufen die Kugeln die weiteren Gewindegänge, wobei ihre Oberflächen an
allen Stellen abgetastet werden. Aber nur Kugeln mit unbeschädigter Oberfläche gelangen an das Ende des
Gewindeteils und treten hier aus diesem aus. Beschädigte Kugeln jedoch, die das zulässige Maß an irgendeiner
Stelle der Oberfläche um einen bestimmten Betrag unterschreiten, bei Brennstoffkugeln von 6 cm Durchmesser
etwa um 0,5 mm, werden auf ihrer Wanderung durch das Gewindeteil mit Sicherheit ausgeschieden.
Da infolge der starren Verbindung von Vereinzelner-Teller und Gewindeteil nur ein drehendes Teil
vorhanden ist, verfügt die Vorrichtung über eine hohe Betriebssicherheit, wie bereits in der Praxis erprobt
wurde. Dabei zeigte sich auch, daß der Antrieb der Kugeln durch den Vereinzelner-Teller nur sehr gering
ist und daß die Vorgänge Kugelsäule-Teller-Bohrung völlig störungsfrei verlaufen. Die Baulänge der gesamten
Vorrichtung ist außerordentlich kurz; die Teststrekke, die die Kugeln zu durchlaufen haben, besitzt jedoch
etwa die achtfache Länge. Es ist daher ausgeschlossen, daß beschädigte Kugeln nicht ausgeschieden werden.
Sämtliche Bauteile sind mit einer zentralen Achse verbunden und werden von dieser angetrieben. Eine
besondere Lagerung für das Gewindeteil entfällt daher. Zwischen dem einen Ende des Gewindeteils und der
zentralen Achse ist eine lösbare konische Verbindung vorgesehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung erfolgt der Antrieb von Teller und Gewindeteil
durch eine starre Steckachse, die ohne besondere Vorbereitung am Vereinzelner-Teller oder an dem
Gewindeteil unabhängig von diesen ausgebaut werden kann. Die in dem Kugelabzugsrohr anstehenden Kugeln
werden dabei von dem Teller zurückgehalten. Wird die Vorrichtung in einer Kernreaktorbeschickungsanlage
verwendet, so kann die Lagerung der Steckachse außerhalb der kritischen Zone vorgenommen und
dadurch einer Wartung zugänglich gemacht werden.
Zweckmäßig ist am äußeren Durchmesser jedes Gewindeganges mindestens ein fingerartig ausgebildetes
Formstück fest angebracht, und außerhalb des Gewindeteils befindet sich im Bereich jedes Formstükkes
ein mit diesem zusammenwirkendes, ortsfest angeordnetes Gegenstück.
Die Verwendung derartiger Form- und Gegenstücke hat den Zweck, Verklemmungen und Verstopfungen
innerhalb des Gewindeteils zu beheben. Das Zusammenwirken der Form- und Gegenstücke hat zur Folge,
daß festgeklemmte Kugeln oder Kugelbruchstücke wieder in das Innere des Gewindeteils gedruckt werden.
Weiterhin wird durch das Anbringen der Formstücke sowie der Umlenkstücke an den Gewindegängen eine
ausreichende Versteifung des an sich elastischen Gewindeteils erzielt.
Vorteilhaft ist unterhalb des Gewindeteils ein trogartiger Behälter vorgesehen, der zwei getrennte
Kammern umfaßt, von denen die eine zur Schrottaufnahme und die andere zur Aufnahme der unbeschädigten
Kugeln bestimmt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt,
und zwar zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, wobei der untere Teil des Gewindeteils versetzt
gezeichnet ist, und
Fi g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il der Fig. 1.
In der F i g. 1 ist ein gebogenes Kugelabzugsrohr 1 zu erkennen, das aus einer nicht dargestellten Kugelschüttung
führt. Am unteren Ende dieses Rohres befindet sich ein zur Waagerechten geneigter Teller 2, der in einem
an dem Rohr 1 angesetzten Flansch rotiert. Der Teller 2 weist eine Bohrung 4 auf, die einen etwas größeren
Durchmesser als die Kugeln 5 besitzt. Der Antrieb des Tellers 2 erfolgt mittels einer zentralen Achse, die als
Steckachse 6 ausgebildet ist und unabhängig von dem Teller 2 ausgebaut werden kann. Ein aus mehreren
Gewindegängen 7 bestehendes Gewindeteil 8 ist starr mit dem Teller 2 verbunden, d. h. es nimmt an seiner
Rotation teil. An seinem unteren Ende weist das Gewindeteil 8 eine lösbare, konische Verbindung 9 mit
der Steckachse 6 auf. Die Gewindegänge 7 zeigen einen dreieckigen Querschnitt, wobei die Spitze des Dreiecks
ins Innere des Gewindeteils gerichtet ist. Unterhalb des Gewindeteils 8 ist ein großer, trogartiger Behälter 10
angebracht, der zwei getrennte Behälter 11 bzw. 12 zur
Aufnahme von unbeschädigten Kugeln bzw. Kugelbruchstücken aufweist. Durch zwei Rohre 13 bzw. 14
werden die Kugeln bzw. die Bruchstücke weiterbefördert. Die gesamte Vorrichtung ruht auf einem Gestell
15, das mit einem Arm 16 über das Gewindeteil 8 hinwegragt. An diesem Arm 16 ist ein Träger 17
befestigt, der eine Anzahl von Gegenstücken 18 aufweist. Diese wirken mit Formstücken 19 zusammen
(s. Fig. 2), die an mehreren Stellen außen an den Gewindegängen 7 angebracht sind und mit dem
Gewindeteil umlaufen. Dabei gleiten sie durch die entsprechend ausgebildeten Gegenstücke 18. Innerhalb
der Gewindegänge 7 befindet sich eine Anzahl von Umlenkstücken 20, die derartig geformt sind, daß eine
über sie hinweggleitende Kugel sich um einen gewissen Grad dreht, d. h. mit einem anderen Teil der Oberfläche
auf dem Gewindegang aufliegt. Der Abstand der Gewindegänge 7 voneinander ist so gewählt, daß eine
unbeschädigte Kugel 5 nicht zwischen ihnen hindurchfiillen
kann. Durch die Anordnung der Formstücke 19 außen an den Gewindegängen und der Umlenkstücke 20
innerhalb der Gewindegänge erhält das an sich elastische Gewindeteil genügend Festigkeit.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die in dem Kugelabzugsrohr 1 anstehenden Kugeln 5
treten einzeln durch die Bohrung 4 in dem Teller 2 in das Innere des Gewindeteils 8 ein. Da jeweils nur die
Randkugeln abfließen, die für eine eventuelle Brückenbildung verantwortlich sind, kann keine Stockung beim
Abfluß der Kugeln eintreten. Infolge der Rotation des Gewindeteils wandern die Kugeln 5 zwischen Gewindegängen
7 hindurch, bis sie an deren Ende in den Behälter 11 fallen. Von dort werden sie durch ein Rohr 13
abgezogen. Bis zum Ende des Gewindeteils 8 und damit in den Behälter 11 gelangen aber nur solche Kugeln,
deren Durchmesser gänzlich unbeschädigt ist. Alle übrigen Kugeln werden vorher auf ihrem Weg durch
das Gewindeteil 8 ausgeschieden, d. h. sie fallen zwischen den Gewindegängen 7 hindurch und in den
Behälter 12, von wo sie durch ein Rohr 14 weiterbetördert werden.
Durch die Umlenkstücke 20 werden die Kugeln ständig um kleine Beträge gedreht, so daß nacheinander
sämtliche Teile ihrer Oberfläche mit den Gewindegängen 7 in Berührung kommen und abgetastet werden.
Kugeln, deren Durchmesser an beliebigen Stellen um 0,5 mm kleiner ist als der Abstand der Gewindegänge,
werden durch die beträchtliche Länge der Teststrecke mit Sicherheit ausgeschieden. Klemmen sich Kugeln in
den Gewindegängen fest, so werden sie durch das Zusammenwirken der Formstücke 19 und der Gegenstücke
18 wieder ins Innere des Gewindeteils 7 zurückbefördert. Die in den Gewindegängen 7 festgeklemmten
und daher mit dem Gewindeteil 8 umlaufenden Kugeln werden durch die Gegenstücke 18 aus den
Gewindegängen herausgedrückt, und sich eventuell an den Gegenstücken festsetzende Bruchstücke werden
durch die Formstücke 19 von diesen abgestreift.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung /um Aussortieren von Kugeln mit
beschädigter Oberfläche und verändertem Durchmesser aus einer Kugelschüitung, vorzugsweise
einer Kugelschüttung eines Kernreaktors, mit einem aus mehreren Gängen bestehenden drehbaren
Gewindeteil, dessen Gänge vorzugsweise einen dreieckigen Querschnitt besitzen, wobei die Spitze
des Dreiecks in das Innere des Gewindeteils zeig! und die Gänge so voneinander beabstandet sind, daß
zwischen die Gänge eingebrachte Kugeln im unbeschädigten Zustand nicht aus ihnen herausfallen
können und in jedem Gewindegang mindestens ein mit diesen umlaufendes Umlenkstück vorgesehen ist.
dadurch gekennzeichnet, daß in einem der
Zufuhr der Kugeln aus der Kugelschüttung dienenden gebogenen Kugelabzugsrohr (1) ein in bekannter
Weise zur Waagerechten geneigter rotierender Teller (2) mit einer am Rand des Tellers angebrachten
Bohrung (4) von etwas größerem Durchmesser als eine der Kugeln (5) vorgesehen ist und daß das
aus mehreren Gewindegangen (7) bestehende Gewindeteil (8) starr mit dem Teller verbunden ist.
wobei der Innenraum des Gewindeteils durch die Bohrung mit dem Kugelabzugsrohr in Verbindung
steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für den Einbau in eine Kernreaktorbeschickungsanlage, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb von Teller (2) und Gewindeteil (8) durch eine starre Steckachse (6)
erfolgt, deren Lagerung außerhalb der kritischen Zone des Kernreaktors vorgenommen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Durchmesser jedes
Gewindeganges (7) mindestens ein fingerartig ausgebildetes Formstück (19) fest angebracht ist und
daß außerhalb des Gewindeteils (8) im Bereich jedes Formstückes ein mit diesem zusammenwirkendes,
ortsfest angeordnetes Gegenstück (18) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Gewindeteils (8) zwei
getrennte Behälter (11, 12) zur Aufnahme von Schrott und von unbeschädigten Kugeln vorgesehen
sind.
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