DE2333094A1 - Homogeneous material portions prodn. - by portioning mixed material, e.g. nuclear particles in two stages in separate containers - Google Patents

Abstract

Procedure for producing homogeneous portions from flowing material esp. from material consisting of difficulty miscible components by which the mixed material is first transferred from a storage container by a rotating distributor in a number of circularly spaced containers. Portions of the material are then transferred through the bottom outlet of the containers to tall narrow containers positioned below. The mixed material in these containers is again portioned and the portions discharged through outlets in the bottom of the containers. The outlets are enclosed by a ring shaped sliding valve by which the containers are discharged individually or in groups or all together. Method is applicable to e.g. nuclear fuel particles.

Description

HODEG HOCIITEMPEIUTUIiKIJAKTGR- ISJtENNELEnENT GmbHHODEG HOCIITEMPEIUTUIiKIJAKTGR- ISJtENNELEnENT GmbH

6H^h Grossauheim, Stadteil Wolfgang 2333094 6H ^ h Grossauheim, district Wolfgang 2333094

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung homogener Portionen aus Schüttgütern, insbesondere aus rieselfähigen Materialien.Method and device for the production of homogeneous portions from bulk goods, in particular from free-flowing materials.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gleicher, homogener Portionen aus rieselfähigen Gemischen durch Aufteilung in viele kleine Untermengen, Wiedervereinigung in einem dünnen, zylindrischen Zu laufgefäß und kontinuierlichem Ausfließenlassen in eine der gewünschten Anzahl Untermengen entsprechende Zahl schlanker Gefäße.The invention relates to a method and a device for producing identical, homogeneous portions from free-flowing Mixing by dividing into many small subsets, reuniting in a thin, cylindrical feed vessel and continuously Letting it flow out into a number of slender vessels corresponding to the desired number of subsets.

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Portionen aus rieselfähigen Gemischen verschiedener Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften ist es oft schwierig, eine homogene Komponentenverteilung zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Verschiedene ordnende Einflüsse, die in ihrer Wirkungsweise schwer zu erfassen und im konkreten Fall oft unvermeidbar sind, wirken im Sinne einer Entmischung. Es ist bekannt, daß diese Schwierigkeiten mit abnehmender Portionsgröße wachsen. Es ist daher von Vorteil, eine möglichst große, sorgfältig gemischte Grundmenge in einem Vielfach-Aufteilverfahren mittels eines an sich bekannten, rotierenden Portionenteilchens in die gewünschte Anzahl Untermengen zu teilen und diese Portionen anschließend so zu handhaben, daß keine Entmischung eintrifft. Tatsächlich ist eine Verbesserung der Homogenität nachweisbar, aber die unvollkommene Mischbarkeit und die Fließvorgänge vor, während und nach der Aufteilung bewirken bei empfindlichen Materialien, wie beispielsweise Kernbrennstoffpartikeln verschiedener Größe, eine deutliche Entmischung, insbesondere, wenn die jeweilige Zu- und Abführung der Portionen durch Ausgießen erfolgt.When making and processing portions from pourable Mixing different components with different properties, it is often difficult to achieve a homogeneous component distribution to create and maintain. Various regulating influences that are difficult to grasp in their mode of action and are often unavoidable in a specific case, act in the sense of a segregation. It is known that these difficulties grow with decreasing portion size. It is therefore an advantage to have a carefully mixed basic amount as large as possible in a multiple division method by means of a known, dividing the rotating portion into the desired number of subsets and then dividing these portions to be handled in such a way that no segregation occurs. Indeed an improvement in the homogeneity is demonstrable, but the imperfect miscibility and the flow processes before, during and after the division, with sensitive materials, such as nuclear fuel particles of various sizes, significant segregation, especially when the portions are added and removed by pouring them out.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, und eine Vorrichtung zu finden, die die Herstellung homogener Portionen aus Schüttgütern gestatten, ohne daß dabei Entmischungen stattfinden.It was therefore the object of the present invention to provide a method and to find a device that allows the production of homogeneous portions from bulk goods without segregation occur.

Es wurde nunmehr gefunden, daß gleiche, homogene Portionen von rieselfähigen Materialien, insbesondere von Gemischen aus schwer mischbaren Komponenten, hergestellt werden können, wennIt has now been found that identical, homogeneous portions of free-flowing materials, in particular mixtures Difficult to mix components, can be produced, though

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mehrere Untermengen aus solchen Gemischen, die nach dem bekannten Prinzip rotierender Portionenteiler durch Aufsammeln in kreißförmig angeordneten Auffanggefäßen erzeugt wurden, unter weitgehender Vermeidung einer Vermischung wieder in einem Zu laufgefäß vereinigt werden und nacheinander, ohne Unterbrechung des FließVorgangs, in einem zweiten Aufteilvorgang auf die gewünschte Anzahl Untermengen aufgeteilt werden, wobei das Aufsammeln dieser Untermengen in sehr schlanken Gefäßen erfolgt und die Entnahme dieser Untermengen durch Bodenauslässe möglich ist.several subsets of such mixtures, which according to the known The principle of rotating portion dividers were created by collecting them in collecting vessels arranged in a circle, be combined again in a flow vessel and one after the other without mixing, while largely avoiding mixing Interruption of the flow process in a second splitting process be divided into the desired number of subsets, collecting these subsets in very slim vessels takes place and the withdrawal of these subsets is possible through floor outlets.

Diese erfindungsgemäße Verbesserung dex- Homogenität von Gemischportionen beruht auf der folgender theoretischen Überlegung: Bei vorwiegend eindimensionaler Erstreckung ist eine Anordnung als homogen anzusehen, wenn sie aus genügend kleinen Abschnitten zusammengesetzt ist, die repräsentative Teile einer Grundmenge darstellen. Aus dieser Überlegung leitet sich das folgende erfindungsgemäßes Verfahren ab:This improvement according to the invention dex homogeneity of mixture portions is based on the following theoretical consideration: In the case of a predominantly one-dimensional extension, there is an arrangement to be regarded as homogeneous if it is composed of sufficiently small sections, the representative parts of a basic set represent. The following inventive method is derived from this consideration:

Die Komponenten für das gewünschte Vielfache der geforderten Endportion werden vereinigt und vermischt.- Die entstehende, möglicherweise inhomogene Grundmenge wird in einer Vorstufe mit Hilfe eines bekannten rotierenden Portionenteilers in eine beliebige, nicht zu kleine Anzahl repräsentativer Teilmengen zerlegt. In einer zweiten Stufe werden diese Teilmengen v/ieder vereinigt und nacheinander, jedoch weii^ehend unvermischt und ohne Unterbrechung des FließVorganges, auf die gewünschte Anzahl Endportionen aufgeteilt. Bei diesen wird eine Änderung der Komponentenverteilung dadurch stark behindert, daß sie in sehr schlanken Gefäßen aufgesammelt werden, aus denen sie ans chile -* fiend durch Bodenauslässe entnommen werden können. Die Endportionen sind demzufolge aus so vielen repräsentativen Einzelschichten aufgebaut, wie die Vorstufe Teilmengen enthielt. Bei ausreichend feiner Vorteilung beschränken sich Homogenitätsunterschiede auf Endzonen, die letztlich dadurch bedingt sind, daß der Aufteilvorgang an Anfang und Ende nicht stationär ist. Die Länge dieser unerwünschten Zonen läßt sich vorzugsweise durch einen höheren Schlankheitsgrad der Auffanggefäße verringern. _Q The components for the desired multiple of the required final portion are combined and mixed. In a second stage, these subsets are combined again and divided into the desired number of end portions one after the other, but consecutively unmixed and without interrupting the flow process. In these, a change in the distribution of components is severely hindered by the fact that they are collected in very slim vessels, from which they can be removed through floor outlets. The final portions are therefore made up of as many representative individual layers as the preliminary stage contained partial quantities. If the advantage is sufficiently fine, differences in homogeneity are limited to end zones, which are ultimately due to the fact that the dividing process is not stationary at the beginning and the end. The length of these undesirable zones can preferably be reduced by making the collecting vessels more slim. _Q

■* j ~ ■ * j ~

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Abb.! zeigt schematisch "eine Vorrichtung Tür" das erfindungsgemäße Verfahren. Diese Vorrichtung besteht aus einem rotierenden Vorratsgefäß (l), über das die kreisförmig angeordneten Auffanggefäße (2) mit dem rieseiförmigen Material beschickt werden. Über den Bodenauslaß ((j) des Portionenteilers läuft das Material in ein darunter angeordneten Zulaufgefäß (3) und von dort aus in die ebenfalls darunter angeordneten sehr schlanken Auffanggefäße (4). Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die einzeln zugeführten, vorgeteilten Mengen nacheinander und nahzu unvermischt ausfließen und sich nach der Aufteilung ebenso in den einzelnen Zellen anordnen. Durch Bodenverschlüsse (3)f vorzugsweise ringförmige Einfach- oder Mehrfachschieber, können die Portionen einzeln, mehrfach oder gemeinsam unter weitgehender Aufrechterhaltung der Homogenität entnommen werden.Fig.! shows schematically "a device door" according to the invention Procedure. This device consists of a rotating storage vessel (l) over which the circularly arranged Collecting vessels (2) loaded with the giant-shaped material will. Runs through the bottom outlet ((j) of the portion divider the material into a feed vessel (3) arranged underneath and from there into the very also arranged underneath slim collecting vessels (4). This arrangement ensures that the individually supplied, pre-divided quantities one after the other and flow out almost unmixed and after the division in the same way in the individual cells. With bottom closures (3) f, preferably ring-shaped single or multiple slides, the portions can be removed individually, several times or together while largely maintaining homogeneity.

Folgendes Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern und die Vorteile dieses Verfahrens aufzeigen. Die Dosierung erfolgte mittels einer Voirichtung gemäß Abbildung I:The following example is intended to illustrate the method according to the invention in more detail explain and show the advantages of this procedure. The dosage was carried out by means of a device according to Figure I:

640 g mit PyroIytkohlenstoff beschichtete (U,Th)0 -Partikeln (U:Th = 1:10, Partikeldurchmesser ca. 65Ομπι, Schüttdichte ca. 2g/cm ) wurden in einem zylindrischen, geschlossenen Gefäß mit I60 g mit Pyrolytkohlenstoff beschichteten UO_-Partikeln (Partikeldurchmesser ca. 400 μπι, Schüttgewicht ca. 1,8 g/cm ) durchmehrfaches Kippen gemischt und dann in das Vorratsgefäß (l) gefüllt. Über die mit 80 Umdrehungen pro Minute rotierende Aufteilungsdüse wurde die Menge auf die 20 Auffanggefäße (2) des oberen Gefäßkran-zes aufgeteilt. Dann wurden diese 20 Gefäße nacheinander in das untere schlanke Zulaufgefäß (3) eingefüllt und dabei übereinander geschichtet. Über die untere Aufteilungsdüse wurde das Material auf die ^O unteren schlanken Auffanggefäße (k) aufgeteilt. Die erste und die zweite Aufteilung dauerten etwa 5 und 6 min. Zur Überprüfung der repräsentativen Aufteilung wurden k Portionen entnommen und bei diesen die beiden Partikelsorten durch Sieben getrennt. Der Anteil der Partikelsorte mit kleinem Durchmesser schwankte nur um höchstens - 0,h Gewichtsprozent. Zur Prüfung der Homo-640 g (U, Th) O particles coated with pyrocyte carbon (U: Th = 1:10, particle diameter approx. 65 μm, bulk density approx. 2 g / cm) were placed in a cylindrical, closed vessel with 160 g of UO particles coated with pyrolytic carbon (Particle diameter approx. 400 μm, bulk weight approx. 1.8 g / cm) mixed by tilting several times and then filled into the storage vessel (l). The distribution nozzle rotating at 80 revolutions per minute was used to divide the amount between the 20 collecting vessels (2) of the upper vessel ring. Then these 20 vessels were poured one after the other into the lower, slim feed vessel (3) and layered one on top of the other. The material was divided into the lower slender collecting vessels (k) via the lower dividing nozzle. The first and second division took about 5 and 6 minutes. To check the representative division, k portions were removed and the two types of particles were separated by sieving. The proportion of the particle type with a small diameter fluctuated only by at most -0.h percent by weight. To test the homo-

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genität der Partikelanordnung in den Geräßen wurden weitere 4 Portionen in schlanke Gefäße überführt und anschließend schichtweise abgetragen. Der Anteil der kleinen Partikeln schwankte in den 20 untersuchten Schichten um * 0,2 Gewichtsprozent. The nature of the particle arrangement in the devices became further 4 portions transferred into slim vessels and then removed in layers. The proportion of small particles fluctuated in the 20 layers examined by * 0.2 percent by weight.

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Claims (2)

PatentansprücheClaims 1) Verfahren zur Herstellung gleicher homogener Portionen aus1) Process for the production of equal homogeneous portions from rieselfähigen Materialien insbesondere aus Gemischen mit schwer mischbaren Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daßFree-flowing materials, in particular from mixtures with components that are difficult to mix, characterized in that mehrere Untermengen aus solchen Gemischen, die mit einem bekannten rotierenden Portionenteiler durch Aufsammeln in kreisringförmig angeordneten Auffanggefäßen erzeugt wurden, unter weitgehender Vermeidung einer Vermischung wieder in einem Zu laufgefäß vereinigt werden und nacheinander, ohne Unterbrechung des Fließvorganges, in einem zweiten Aufteilvorgang auf die geA/ünschte Anzahl Untermengen aufgeteilt werden, wobei das Aufsammeln dieser Untermengen in sehr schlanken Gefäßen erfolgt und die Entnahme dieser Untermengen durch Bodenauslässe geschieht.several subsets of such mixtures with a known rotating portion dividers were created by collecting them in collecting vessels arranged in a circular ring, be combined again in a flow vessel and one after the other without mixing, while largely avoiding mixing Interruption of the flow process, divided into the required number of subsets in a second division process The collection of these subsets takes place in very slim vessels and the removal of these subsets happens through floor outlets. 2) Vorrichtung zur Herstellung gleicher homogener Portionen rieselfähigen Materialien, insbesondere aus Gemischen mit schwer mischbaren Komponenten, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierender Portionenteiler, bestehend aus Vorratsbeälter (l) und kreisförmig angeordneten Auffanggefäßen (2), bei denen die Entnahme von Portionen mittels Bodenauslaß (6) möglich ist, über einem weiteren Portionenteiler mit sehr schlankem Zulaufgefäß (3) und sehr schlanken Auffanggefäßen (4) angeordnet ist, wobei diese Auffanggefäße (4) durch Bodenverschlüsse (5^vorzugsweise ringförmige Einfach- oder Mehrfachschieber, einzeln, mehrfach oder gemeinsam entleert werden können.2) Device for producing the same homogeneous portions of pourable materials, in particular from mixtures with difficult to mix components, according to claim 1, characterized in that a rotating portion divider, consisting of storage container (l) and circularly arranged collecting vessels (2), in which the removal of Portions by means of the bottom outlet (6) is possible, is arranged over a further portion divider with a very slim feed vessel (3) and very slim collecting vessels (4), these collecting vessels (4) being closed by bottom closures (5 ^, preferably ring-shaped single or multiple slides, individually, can be emptied several times or together. PL/Dr.Bre/Mi
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