DE1803052A1

DE1803052A1 - Bestrahlungsanlage,insbesondere fuer koerniges Gut

Info

Publication number: DE1803052A1
Application number: DE19681803052
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rudolf
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1968-10-10
Filing date: 1968-10-15
Publication date: 1970-08-06
Also published as: FR2020285A1; JPS4926240B1; DE1803052C3; US3711709A; CH497768A; GB1281047A; DE1803052B2

Description

P. 0

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur / Schmalz

Bestrahlungsanlage j insbesondere für körniges Gut

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungsanlage, insbesondere für körniges Gut, mit in einem Durchflussbehältsr angeordneten Bestrahlungskörpern und Mitteln zum Erreichen einer konstanten Durchsatzmenge des Gutes durch den Behälter, bestehend aus einer Zufuhr- und einer Entnahmevorrichtung. ^

Es ist bekannt, körniges Gut, z.B. Getreide, mit Gammastrahlen zu behandeln, indem es laufend durch einen Behälter geführt wird, in welchen im wesentlichen längs dsr Längsachse des Behälters Bestrahlungsquellen angeordnet sind, die das Gut in etwa radialer Richtung durchstrahlen. Wegen der mit dem Abstand von den Quellen exponentiell abnehmenden Strahlungsintensität wird der Behälter durch konzentrische Kreiszylinderschalen in mehrere Kreisringräumen aufgeteilt und die Durchflussgeschv/.lndigkeit des Gutes in den einzelnen Kreisringräumen f mit deren zunehmenden Abstand von dar Längsachse des Behälters verkleinert. Dadurch ist die von irgendeinem Korn empfangene Strahlungsdosis nicht davon abhängig, welchen der Kreisringräume es durchlief. Obscb.cn diose axiale Anordnung der Bestrahlungsquellan theoretisch einen optimalen Wirkungsgrad

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verheisst, ist sie in der Praxis verhältnismässig schlecht_s weil die Kreiszylinderschalen_s die einem- grossen und ungleichen Seitendruck gewachsen und somit kräftig ausgebildet sein müssen, einen grossen Teil der Strahlung absorbieren* Dazu kommt, dass die Regelung der Durchflussgeschwindigkeit in den einzelnen Kreisringräumen komplizierte Regelvorrichtungen erfordert. Auch hat es sich gezeigt, dass durch die bekannten Entnahmevorrichtungen ein grosser Prozentsatz des Gutes auf starken Schub beansprucht und zermalmt wird.

Die Erfindung bezweckt eine Bestrahlungsanlage zu schaffen, welche diese Nachteile nicht aufweist. Die Bestrahlungsanlage gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass.die Bestrahlungskörper in einer zur Flussrichtung im wesentlichen senkrechten sich über den Querschnitt des Behälters erstreckenden Konfiguration angeordnet sind, deren Strahlungsrichtung im wesentlichen stromaufwärts und stromabwärts gerichtet, ist. Gegenüber dem Eekannten weist die Bestrahlungsanlage einen sehr hohen Bestrahlungswirkungsgrad auf, da keine absorbierenden Zwischenwände vorhanden sind. Da diese entfallen, ist auch die ganze Konstruktion der Anlage einfach und deren Verbrauch en teuerem, nicht rostendem Material sehr klein. Da das Gut nur eine uniforme Durchflussgeschwindigkeit braucht, ist deren Einstellung und Konstanthaltung einfach durchzuführen durch Regelung der Zufuhr und Entnahme des Gutes. Das Gut wird nur geringfügig

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mechanisch beansprucht.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt :

Fig. i einen Längsschnitt durch eine Bestrahlungsanlage; Fig. 2a eine Messerwalze in Seitenansicht; Fig. 2b eine Messerwalze in Vorderansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 3a, 3b eine Draufsicht bzw. einen Schnitt einer Entnahmevorrichtung;

Fig. 4a, 4b eine Draufsicht bzw. einen Schnitt einer weiteren

Entnahmevorrichtung; ^

Fig. 5 eine Abwandlung eines Rosts;

Fig. 6 eine Abwandlung eines Durchflussbehälters; Fig. 7 eine Abwandlung eines Bestrahlungskörpers.

In einem Durchflussbehälter 1 aus Beton mit rechteckigem Querschnitt und einem Futter 2 aus nichtrostendem Stahl ist etwa in halber Höhe ein Rost 3 angeordnet. Der Rost besteht aus beidseitig in der Behälterwand 4 gelagerten, parallelen Bestrahlungskörpern 5. Die Bestrahlungskörper bestehen aus einem Rohr 6 (Fig. 2), in welchem handelsübliche Bestrahlungselemente, f z.B. Co-60-Stäbe aneinander gereiht liegen. Der Behälter wird somit hauptsächlich in Richtung der Längsachse nach oben und unten durchstrahlt. Jedes Rohr schliesst an auf einen (nicht gezeichneten) Kanal in der Behälterwand, worin während Betriebspausen der Anlage die Eestrahlungseleniente mittels eines Kabels

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zurückgezogen werden. Durch die Kanäle können auch verstfahlte ■ Sienente gegen frische ausgetauscht werden. Um zu verhindern, dass kleine Mengen des zu bestrahlenden Gutes auf den Rohren liegen bleiben und eine gefährliche Ueberdosis an Strahlung bekommen, sind die Rohre mit einer schrägen üeberdeckung 7 versehen. Die Bestrahlungskörper können in der Höhe gestaffelt ssin, um den Fluss weniger zu drosseln.

Der Behälter ist mit einer Zufuhrvorrichtung 10 und einer Entnahmevorrichtung 11 für das Gut versehen. Die Zufuhrvorrichtung besteht aus einem Hopper 12 und einem Förderband 13, das das Gut in den Behälter einspeist. Die Entnahmevorrichtung erstreckt sich über den ganzen Querschnitt des Behälters und besteht aus Teil-Entnahmevorrichtungen 14,15,16_s17, die parallel zu den Wänden 18 und 19 verlaufen. Die Teil-Entnahmevorridtungen bestehen je aus einem Hopper 20,21,22,23 rechteckigen Querschnitts and je einer zugehörigen Messerwalze 24,25,26,27 bzw. Das Ausströmgebiet einer jeden Teil-Entnahmevorrichtung wird begrenzt durch zwei kreiszylindrisch gebogene Platten wie 30 und 31. Eine Messerwalze besteht aus einer Walze 32 und gleichrr.assig über deren Umfang verteilten,·sich über die ganz? Länge erstreckenden, radial gerichteten Platten oder Messern 33. Die Aussenkanten 34 dieser Messer verlaufen parallel zu den Mantellinien der platten 30 und 31. Die Messerwalzen werden von einem gemeinsamen (nicht gezeichneten) Motor mit der gleichen Drehzahl ange-

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trieben. Bei Drehung der Messerwalzen werden die durch die Messer gebildeten Taschen 35 mit bestrahltem Gut gefüllt und während der Drehung in einem gemeinsamen Hopper 40 geleert. Von dort fällt das Gut auf ein Förderband 41, das es austrägt. Die dem Behälter entnommene Menge ist der Drehzahl der Messerwalzen proportional.

Das Förderband 13 der Zufuhrvorrichtung, das von einem Motor 42 angstrieben wird, speist das Gut kontinuierlich in den Behälter 1 ein. Das Gut wird im Durchfluss stromaufwärts und stromabwärts von den Bestrahlungskörpern 5 des Rests 3 bestrahlt λ und von der Entnahmevorrichtung 11 aus dem Behälter entfernt. Die Geschwindigkeit des Bandes 13 wird bei gegebener Entnahme, d.h. bei gegebener Drehzahl des Antriebsmotors der Messerwalzen 24-27, mittels eines FUllstandsmessers 4 3 und einer Regelvorrichtung 44, die den Antriebsmotor beeinflusst, nach konstantem Füllstand geregelt.

Da die Strahlungsintensität des Rosts im Bereich der beiden senkrecht zu den Messerwalzen verlaufenden Behälterwänden, in welchen die Bestrahlungskörper 5 enden, geringer ist als im . ä Mittelbsreich des Rosts sind die Messerwalzen so ausgebildet, dass sie in der Nähe dieser Wände weniger Gut fördern als im Mittelbereich dcß Querschnitts des Behälters. Dadurch ist die Strahlungsdosierung des in der Nähe dieser Wände den Rost passierenden Gutes gleich gross wie die Strahlungsdosierung im

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Mittelbereich des Querschnitts, wo die Strahlungsintensität zwar grosser, die Durchflussgeschwindigkeit jedoch auch grosser ist«, Dazu sind die Messerwalzen mit Verdrängungskörpern versehen, die das Volumen der Taschen su den Behälterwänden hin verkleinern. Die Fig. 2a, 2b zeigen ein Ausfuhrungsbeispiel. In der Tasche 50 zwischen den Messern 51 und 52 befindet sich ein Verdrängungskörper 53, der das Volumen der Tasche, um sein Volumen verkleinert. Durch geeignetes Abstufen des Verdrängungskörpers wird sein Volumen zu den beiden Enden der Messerwalze hin allmählich grosser, das Volumen der verbleibenden Tasche entsprechend kleiner. Die von einer solchen Messerwalze geförderte Menge ist im Bereich der beiden senkrecht verlaufenden Behälterwänden kleiner als im Mittelbereich des Behälters.

Da auch die Strahlungsintensität in der Nähe der beiden Behälterwänden 18 und 19 (Fig. 1) geringer ist als im übrigen Teil des Hosts - wo sieh die Strahlung von je zwei Körpern addiert - müssen auch die Messervialzen in der iiähe dieser Wand a für eine kleinere Fördermenge ausgelegt werden als die Measervialzen im Mittelbereich des Behälterquerschnitts. Wie in Fig» 3a, b ersichtlich, ist der Durchmesser der Walzen 60 und der Verdrängungskörper 61 und 62 der beiden mittleren Messarwalzen 63 und 64 kleiner als der Durchmesser der Walze 67 und dar Verdrängungskörper 68 und 69 der beiden äusseren Messerwalzen 70 und 71. Folglich ist die Durchsatzmenge im Bereich der parallelen

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Behälterwände 18 und 19 geringer als im Mittelbereich des Behälterquerschnitts und die Strahlungsdosierung des in den verschiedenen Querschnittsbereichen durchströmenden Gutes uniform.

Im Ausführungsbeispiel geinäss Fig. 4a, b sind die Walzen 72 und die darauf angebrachten Verdrängungskörper 73 und 74 von allen Messerwalzen gleich gross, jedoch sind die Messerwalzen im Mittelbereich des Behälterquerschnitts dichter nebeneinander angeordnet als in der Nähe der Wände 18 und 19. Der Abstand a der mittleren Messerwalzen 75 und 76 ist geringer als deren Abstand b zu den äusseren Walzen 77 und 78. Somit ist die im Mittelbereich des Querschnitts entnommene Menge wiederum grosser als in Wandnähe und die vom Gut empfangene Strahlungsdosis uniform über den Querschnitt.

Um die Gleiehmässigkeit der Strahlungsdosierung über den Querschnitt des Behälters noch weiter zu erhöhen, können einerseits die Bestrahlungskörper ira Rost zu den parallel verlaufenden Behälterwänden hin dichter nebeneinander, und anderseits die sich in den Eestrahlungskörpern befindlichen Bestrahlungselernente zu den senkrecht verlaufenden Behälterwänden hin dichter nebeneinander angeordnet sein. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht einer solchen * Anordnung. Die äusseren Bestrahlungskörper 80 und 81 des Rosts

^ 82 liegen in der Nähe der parallelen Behälterwänden 18 und 19

J dichter nebeneinander als die Bestrahlungskörper 83 und 84 im

% Mittelbereich des Hosts. Die äusseren Bestrahlungselemente 85

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und 86 liegen dichter nebeneinander als die !^strahlungselemente 8? und 88 im Mittelbereich des Rests. Die resultierende Strahlung: verteilung ist somit über den ganzen Rest gleichmässiger geworden.

Fig. 6 zeigt, in Abwandlung von Fig. 1, ein Ausführungsbeispiel um den Durchflussbehälter stets auf konstanter Höhe gefüllt zu halten. Hier ist dem Durchflussbehälter 100 ein Hopper 101 vorgelagert, der periodisch gespeist wird und somit als Puffervolumen dient. Vor der Ausfluss öffnung. 102 befindet sich ein Abschirmkörper 103 um zu verhindern, dass das im Hopper gelagerte Gut vorzeitig der Strahlung ausgesetzt ist. Wenn die Entnahmevorrichtung 104 des Durchflussbehälters im Betrieb ist, verlässt das Gut den Hopper durch die Kanäle 105 und 104.

Die gleich-massige Strahlungsdcsierung des Gutes über den. Querschnitt des Behälters kann auch erreicht werden-, indem jeder Messerwalze ein Antriebsmotor zugeordnet ist,- dessen Drehzahl der Strahlungsintensität des sich Über der Messerwalze erstreckenden Bereiches des Bosts angepasst ist* Die Drehzahl der Motoren wird zu den parallel zu den Messerwalzen verlauf enden. Wänden hin, wo die Bestrahlungsintensität kleiner ist,; kleiner gewählt. Dann ist dort die Entnahme des Gutes geringer als im Kittelbereich des Behälterquerschnitts und die Strahlungsdasierung wiederum uniform.

Es ist auch möglich, bei gleicher Drehzahl aller Messerwalzen, die radialen Längen deren Messer zur Behälterwand hin

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- zu verkleinern, so dass die Entnahme in diesen Bereichen wiederum kleiner ist als im Mittelbereich.

Fig. ? zeigt ein Ausfiihrungsbeispiel eines Bestrahlungskörpers. Ein Rohr 110 hat einen rechteckigen Querschnitt und die darin befindlichen Bestrahlungselernente 111 sind dementsprechend mit flachem, rechteckigere Querschnitt 112 gestaltet. Zwei Blechstege 113 verbinden das Rohr mit einem Stab 114_} so dass sie zusammen einen biegestaifen Träger 115 bilden. Durch die geringe Höhe h der Bestrahlungselemente ist die Selbstabsorpticn der Strahlung in Richtung der Höhe h klein und daher die Intensität· der in dieser Richtung, d.h. in der Richtung der Längsachse des Behälters, austretenden Strahlung gross.

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Bestrahlungsanlage, Insbesondere für körniges Gut, mit in einem Durchflussbehälter angeordneten Bestrahlungskörpern und Mitteln zum Erreichen einer im wesentlichen konstanten Durchsatzmenge des Gutes durch den Behälter, bestehend aus einer Zufuhr- und Entnahmevorrichtung, dadurch gekennzeichnet₃ dass die Bestrahlungskörper in einer quer zur Flussrichtung, sich über den Querschnitt des Behälters erstreckenden Konfiguration angeordnet sind, deren Strahlungsrichtung im wesentlichen stromaufwärts und/oder stromabwärts gerichtet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration gebildet wird durch einen Rost (3) von Bestrahlungskörpern (5), bestehend aus Rohren, die Bestrahlungseleraente enthalten.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungskörper mit einer keilförmigen Ueberdeckung (7) versehen sind.

4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (110, Fig. 7) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, in welchen Rohren sich Bestrahlungselenante (11)_ von ent-

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sprechendem Querschnitt befinden_s dessen grösste Abmessung in der Konfigurationsebene liegt, und dass die Rohre weiterhin mittels Stegen (113) und eines die Stege verbindenden Stabes (114) zu einem biegesteifen Träger (115) verbundei"· sind.

5. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungskörper (80, 81, Fig. 5) zu den dazu parallel verlaufenden Behälterwänden (18,19) hin dichter nebeneinander angeordnet sind als die Bestrahlungskörper (83,QA) im ™ Mittelbereich des

6. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungselemente (85,86) zu den senkrecht zu den Bestrahlungskörpern verlaufenden Behälterwänden (89,90) hin dichter nebeneinander angeordnet sind als die Bestrahlungselemente (87,88) im Mittelbereich des Hosts.

7« Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich f die Entnahmevorrichtung über den ganzen Querschnitt des Behälters erstreckt und aus mehreren Teil-Entnahmevorrichtungen besteht, welche mit Mitteln versehen sind, um die Entnahme des Gutes über den ganzen Querschnitt des. Behälters so einzustellen, dass die Strömungsverhältnisse den Strahlung^- und Ströraungswiderstandsvsrhältnissen angepasst sind.

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8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teil-Entnahmevorrichtungen je aus einem Hopper (2C-23) bestehen₅ in dessen Ausströmgebiet je eine antreibbare Messerwalze (24-27) angeordnet ist₃ bestehend aus einer Walze mit etwa radialen sich über die gan^e Länge dec Walze erstreckenden, Taschen bildenden Messern.

9. Anlage nach Anspruch 8₉ dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (50, Fig. 2a,b) mit Verdrängungskörpern (53) versehen sind, deren Querschnittabziessung zu den senkrecht zu den Messerwalzen verlaufenden Behälterwänden hin grosser wird.

10. Anlage nach Anspruch 8_S dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Walzen (60,67, Fig. 3a,b) der Messerwalzen (63,64,70,71) zu den parallel verlaufenden Behälterwandan hin grosser wird.

11. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a, Fig. 4a,b) zwischen den Messerwalzen im Mittelbereich des Behälterquerschnitts kleiner ist als der Abstand (b) der Messerwalzen in Behälterwandnähe.

12. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Messerwalze ein Antriebsmotor zugeordnet ist, dessen Dreh-

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zahl der Strahlungsintensität des sich über der betreffenden Messerwalze erstreckenden Bereiches des Rosts angepasst ist.

13_t Anlage nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrvorrichtung aus einem dem Durchflussbehälter vorgelagerten Speicher (101, Fig. 6) besteht, dessen Ausflussöffnung mit einem Strahlenabschirmkörper (103) versehen ist.

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