DE3139081A1

DE3139081A1 - Adoptionsstueck zum anflanschen von normierten behaeltnissen von transferoeffnungen zu raeumen mit radioaktivitaet

Info

Publication number: DE3139081A1
Application number: DE19813139081
Authority: DE
Inventors: Manfred 7514 Eggenstein-Leo. Selig
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1981-10-01
Filing date: 1981-10-01
Publication date: 1983-04-21
Anticipated expiration: 2001-10-02
Also published as: FR2514064B1; GB2109290B; DE3139081C2; FR2514064A1; GB2109290A

Description

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Kernforschungszentrum Karlsruhe, den 23.9.1981 Karlsruhe GmbH PLA 8149 Sdt/wk

ANR: 1 002 597

Adaptionsstück zum Anflanschen von normierten Behältnissen an Transferöffnungen zu Räumen mit Radioaktivität

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adaptionsstück zum Anflanschen von normierten Behältnissen an Transferöffnungen zu Räumen mit Radioaktivität, vorzugsweise für die an der Decke gelegene Beschickungsöffnung einer Heißen Zelle oder eines Handschuharbeitskastens mit einem Gehäuse, dessen Transferöffnung zu dem radioaktiven Raum und mittels eines sogenannten Doppeldeckels verschließbar ist, dessen eine Hälfte die öffnung des Raumes verschließt und dessen andere, daran ankuppelbare Hälfte mit diesem zusammen in das Gehäuse des Adaptionsstückes zur Freigabe der Öffnung wegschwenkbar ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Adap- ■. tionsstück, dessen Höhe etwa der Dicke der Abschirmdecke über der Heißen Zelle entspricht und dessen Gehäuse in die öffnung der Abschirmung einsetzbar ist.

Mit Hilfe eines solchen AdaptionsStückes werden Interventions- und Schleusboxen fernbedient mittels standardisierter Doppeldeckelanschlüsse auf die Transferöffnung der Deckenplatte einer Heißen Zelle oder eines Caissons gesetzt. Dabei dient ein solches Adaptionsstück als Verbindungsstück. Der Anschluß kann auf zwei Arten erfolgen:

Starrer Anschluß direkt an eine Schleusbox, flexibler Anschluß über Ausgleichsteile an größere Interventionsboxen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich somit mit dem kontaminationsfreien Ein- und Ausschleusen von Personen und größeren Komponenten bei Heißen Zellen-Anlagen

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oder sogenannten Boxen. Größere Komponenten wurden bisher in der Regel in Plastik verpackt und über die Deckenluke oder durch die Interventionstür geschleust. Das Interventionspersonal betrat die Heiße Zelle in Froschmannanzügen entweder durch die Interventionstür oder mit Hilfe' einer Leiter oder .ähnlichem über die Deckenluke. Durch Erhöhung des Luftdurchsatzes im Interventionsraum wurde versucht, die Kontaminationsausbreitung so gering wie möglich zu halten. Von besonderem Nachteil ist dabei jedoch das umständliche und personalintensive Verpacken der Gegenstände beim Ausschleusen zur Verhinderung von Kontaminationsausbreitung. Weiterhin besteht eine relativ hohe Strahlenexposition des Interventionspersonals durch lange Vorbereitungszeiten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine universell einsetzbare Adaptionsbox der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mittels welcher ein Container- bzw. Boxensystem erstellbar ist, welches aus den verschiedensten Modulen bestehen kann, wobei jeder Modul verschiedene Koppelstellen hat, mittels denen er gasdicht direkt an die Transferöffnung der Heißen Zelle oder an einen anderen Modul angeschlossen werden kann. Es sollen somit die Einschleusvorgänge von Interventionsboxen in z.B. kontaminierte Räume auf einfache Weise, schnell und raumsparend durchgeführt werden können. Die für die Schleus- bzw. Koppelvorgängc notwendigen Bewegungen sollen dabei von der abgeschirmten Seite her ausgeführt werden können. Letztlich soll der freie Durchgang durch die Adaptionsbox so wenig wie möglich beeinträchtigt werden, um den maximalen Querschnitt der Zellenöffnung ausnützen zu können.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt nun die Erfindung bei einem Adaptionsstück der eingangs beschriebenen Art vor, daß die Mechanismen für Schwenken und Aneinanderkuppeln des Doppeldeckels von außerhalb des Gehäuses betätigbar sind, und daß bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, bei welcher die Höhe des Adaptionsstückes etwa der Dicke der Abschirmdecke über der Heißen Zelle entspricht und dessen Gehäuse in die öffnung der Abschirmung eingesetzt ist, daß die an der Außenseite der Gehäusewandung gelegenen Mechanismen von der begehbaren Oberseite der Abschirmdecke her betätigbar sind.

Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß die Mechanismen mittels Drehwellen angetrieben sind, deren Enden schräg oder senkrecht neben dem Gehäuse aus der Öffnung in der Abschirmdecke ragen, wobei diese von Hand drehbar oder an Servoexnrichtungen angeschlossen sind.

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Weiterhin schlägt die Erfindung in besonders vorteilhafter Weise vor, daß auf dem Schleusboxdeckel'ein Gehäuse angebracht ist, in welches von unten durch eine Öffnung des Deckels ein Zentrier- bzw. Haltezapfen eindringt, unter dessen schräge Anlaufflächen horizontal im Gehäuse verschieblich gelagerte Keilschieber eingreifen, wobei diese über ein Kegelgetriebe und Doppelhebel mit dem Antrieb verbunden sind, dessen Ende von oben her zugänglich von der Außenseite des Kastens gelegen ist. Letztlich schlägt die Erfindung noch vor, daß auf die Oberseite bzw. auf die öffnung des Kastens ein Fixiergehäuse gesetzt ist, dessen freier Durchgang mittels innenliegender und radial schwenkbarer Lamellen sporrbar ist, wobei die Betätigungsspindeln der Lamellen an der Außenseite des Fixiergehäuses

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gelegen und von dort aus betätigbar sind.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren 1 bis 7 näher erläutert .

Die Figur 1 zeigt das Gehäuse des Adaptionsstückes in

einer Seitenansicht von außen,

die Figur 2 einen Schnitt entlang AB der Figur 1, die Figur 3 einen Schnitt entlang CD der Figur 1, die Figur 4 einen Schnitt entlang EF der Figur 1, die Figur 5 eine vergrößerte Darstellung des Doppeldeckels am unteren Rand der Figur 2,

die Figur 6 die Ansicht in Richtung G in der Figur 5, die Figur 7 ein Gehäuse ähnlich Figur 1 mit einem veränderten oberen Anschlußstück.

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt wird, besteht das Gehäuse des Adaptionsstückes bzw. die Schleusbox im wesentlichen aus einem Blechkasten 1, der in der Aussparung 2 der Abschirmdecke 3 einer Heißen Zelle oder eines sonstigen radioaktiven Arbeitsraumes nach Entnahme des Deckenstopfens paßt und dessen Höhe etwa der Dicke der Abschirmdecke 3 entspricht. Der Kasten 1 sitzt mit seiner Unterseite auf der Zellendecke 4 auf und ist mit seinem Innenraum an den Innenraum 5 der Zelle über die Deckenöffnung 6 anschließbar. Die Deckenöffnung 6 befindet sich in der Zellendecke 4 und bildet den Zugang zum Zelleninnenraum 5 von oben. An die Öffnung 6 sollen nun mittels des Blechkastens 1 weitere, lediglich prinzipiell dargestellte Boxen 7 oder ähnliche Behältnisse angeschlossen werden. Dabei

kann der Anschluß entweder starr direkt an eine Schleusbox - wie in den Figuren 1 bis 6 dargestellt -, oder flexibel über ein Ausgleichsteil (Figur 7) an großen Interventionsboxen erfolgen.

Das Adaptionsstück besteht im wesentlichen aus: Dem Gehäuse 1 mit Schleusboxabschlußdeckel 8,

dem Zellendeckel· 9, " -

der Zentralkupplung 10 mit dem Antrieb 11 (s. Fig. 2)und dem Schwenkantrieb 12.

Dabei sind der Schleusboxdeckel 8 und der Zellendeckel· 9 al·s sogenannte Doppel·deckel· miteinander verbindbar, wobei die Verbindung mittels der Zentraikupp^ng hergeste^t wird. ·

Der Schleusboxdeckel 8 wird vom Schwenkantrieb 12 auf den inneren Dichtrand 13 des Deckelkastens 1 gedrückt- und schließt die Schieusbox nach unten ab. Der Schwenkantrieb 12 ist selbsthemmend und erfolgt bei der dargestellten Ausführung im wesentlichen über einen Druckluftmotor 14, ein Spindelhubel·ement 15 und einen Hebelarm 16 von außerhalb des Deckelkastens 1, wobei a^e diese Elemente an der Außenseite des Kastens 1 angebracht sind.

Der Schwenkantrieb 12 übernimmt weiterhin die Funktion, die miteinander verkuppelten bzw. verklammerten Deckel 8'und 9 von der Öffnung 6 weg in den Innenraum 17 des Kastens 1 zu schwenken, bis er in die Nische 18 zu liegen kommt und dabei den freien Durchgang von der Box 7 in die Ze^e 5 in voilem Querschnitt des Kastens 1 freigibt.

φ Λ Φ β · Ä β*

Wie aus der Figur 3 ersichtlich, ist der Deckel 8 von oben her mittels der Haltelaschen 19 drehbar an zwei Drehhebeln 20 angelenkt, die ihrerseits fest auf einer seitlich unten im Gehäuse 1 gelagerten und durchgehenden Welle 21 sitzen. Auf diese Welle 21, die abgedichtet aus dem Gehäuse 1 herausführt, ist an dem herausstehenden Ende 22 starr der Hebel 16 aufgesetzt, so daß bei einem Schwenken des Hebels 16 der Deckel 8 aus seinem Sitz gehoben wird, jedoch gegenüber der Schwenkbewegung bzw. gegen die Drehhebel 20 um die Achse 23 beweglich bleibt. Diese Beweglichkeit ist erforderlich, damit die zusammengekuppelten Deckel 8 und 9 nach der Schwenkung genau in die Nische 18 zu liegen kommen, wobei sie ihre Lage relativ zu den Drehhebeln 20 ändern müssen.

Um diese Lage zu erreichen, werden der Schleusboxdeckel 8 bzw. beide Deckel 8 und 9 während der Schwenkbewegung in einer beidseitig im Deckelkastenxnnern 17 an der Innenseite der Wandung angebrachten Kulisse 24 geführt, wie aus Figur 2 ersichtlich. Dazu sind lotrecht auf der Deckeloberseite 25 zwei Stützarme 26 angebracht, an denen Rollen 27 sitzen, die ihrerseits in den Kulissen 24 an der Deckelkastenwand gleiten. Die Kulissen 24 bestehen dabei aus senkrechten Führungsschlitzen, die im oberen Teil 29 aus der Senkrechten von der Nische 18 her weggeneigt sind.

Der Bewegungsablauf beim Schwenken der Deckel 8 und 9 erfüllt in der gezeigten Version zwei Forderungen:

Annähernd vertikale Bewegung des Deckels aus seinem Sitz in der Öffnung 6 heraus und seitliches "Wegtauchen" unter eine Komponente, die sich in dem Kasten 1 befinden kann mit möglichst geringem Platzbedarf.

Erreicht wird der gewünschte Bewegungsablauf durch Verbindung von kreisbogenförmiger Bewegung der antreibenden Drehhebel 20 und Geradführung der Stützarme 26 in der besonders geformten Nut bzw. Kulisse 24.

Wie bereits erwähnt, wird die Welle 21 mittels des Hebels 16 gedroht. Dieser wiederum ist an dem Spindelhubelement 15 ang'elenkt, welches den Hebel 16 schwenkt bzw. hochzieht. Als Antrieb für diese dient ein Druckluftmotor 14, weil dieser sehr gut kraftabhängig bei Schließstellung des Deckels geschaltet werden kann. Zur Sicherheit kann der Schwenkantrieb 12 auch von Hand betätigt werden. Dafür ist ein zweiter Kegeltrieb oder ein zweites Wellenende 28 am Motor 14 vorgesehen, welches bis an die Oberseite dos Kastens 1 ragt und somit von dem Raum 41 über der Zellendecke 3 zugänglich ist.

Das Kuppeln des Zellendeckels 9 und des Schleusboxdeckels 8 erfolgt von Hand. Die Antriebswelle 11 endet außen in einer festen Lagerbuchse 33 im oberen Teil als Wellenende 48 der Seitenwand des Deckelkastens 1. Dort kann eine Handkurbel, evtl. mit Verlängerung aufgesteckt werden, so daß auch diese Betätigung vom dem Raum 41 erfolgen kann. Der Antrieb 11 besteht im wesentlichen aus einer teleskopartig anschiebbaren Antriebswelle 30 mit einem Vielkeilprofil, deren

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kardanisch gelagerte Endpunkte 31 und 32 so gelegt sind, daß die Welle 30 der Schwenkbewegung der Deckel 8 und 9 folgen kann und bei geöffneten Deckeln noch ein freier Durchgang von 1 m übrig bleibt.

Die Drehbewegung der Antriebswelle 30 wird über das untere Kardangelenk 31 geführt und in dem Kegelgetriebe 34 auf der Oberseite des Deckels 8 umgelenkt und auf die Verstellspindel 35 der Zenlralkupplung 10 übertragen (Figur 5 und 6).'Mit Hilfe dieser Spindel 35 werden die beiden horizontal in dem Gehäuse 40 wirkenden Keilschieber 36 über mittig angelenkte Hebel 37 unter die Schrägflache 38 des Zentricrxapi'eiiü 39 gedrückt und verspannen den Zellendeckel 9 mit dem Schlcusboxdeckel 8, da der Zentrierzapfen 39 fest auf dem Zellendeckel 9 sitzt, der Keilschieber 36 mit seinem Gehäuse 40 hingegen auf dem Schleusboxdeckel 8. Dabei durchdringt der Zentrierzapfen 39 natürlich den S.chleusboxdeckel 8 mittels der Öffnung 49 unter dem Gehäuse 40 und dringt in dieses ein. Das Gehäuse 40 ist jedoch nach oben geschlossen, so daß ingsgesamt gesehen der Deckel 8·ein völlig geschlossenes Element ist. Somit sind Schleusbox- und Zellendeckel 8 und 9 zu einer dichten Doppeldeckeleinheit verbindbar und können gemeinsam bewegt werden.

Auf die Oberseite des Kastens 1 ist ein sog. Fixiergehäuse 42 aufgesetzt, welches somit in Höhe der Oberkante der Abschirmdecke 3 liegt und ebenfalls vom Raum 41 her zugänglich ist. Dieses Gehäuse 4 2 kann entweder mit dem Kasten 1 oder auch mit der Box 7 verbunden sein und dient als Durchfallsicherung der Verbin-

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dung zwischen dem Kasten 1 und der Box 7, oder in Kombination mit dom Kasten 1 allein als Sicherung gegen Herausfallen während eines Transportes. Diese Sicherung wird durch radiales Einschwenken der Lamellen 43 in die Durchgangsöffnung 44 erreicht. Die Lamellen 43 sitzen auf senkrechten Wellen 45, die dicht in dem Fixiergehäuse 42 gelagert sind, wobei die Wellen 45 von außen liegenden Hebeln 46 gedreht werden, die mittels Spindeln 47 von außen her bewegbar sind.

In der Figur 7 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adaptionsstückes dargestellt, Anstelle des Fixiergehäuses zwischen Box 7 und Blechkasten 1 der Figur 1 ist ein flexibler Anschluß vorgesehen, der aus zwei beweglichen Platten bzw. Flanschringen 50 und 51 besteht, die miteinander durch einen flexiblen Faltenbalg 52 verbunden sind, so daß eine Art gasdichtes und flexibles Gehäuse entsteht. Die Führung bzw. Zentrierung der Platten 50 und 51 gegeneinander erfolgt durch die Führungsbolzen bzw. -hülsen 53. Der Druckausgleich bzw. die Gewichtsaufnahme übernimmt ein nicht mehr dargestelltes Federelement in oder auf dem Faltenbalg 52.

Dabei übernimmt der flexible Anschluß verschiedene Funktionen:

Den Höhenausgleich (Zellendeckelanschluß— und Oberseite dor Docko) bc;i verschiedenen Dockcnstärken den Ausgleich der Differenzen der Flächenparallelität (Zellendeckelanschluß und Oberseite der Decke) beim Positionieren der Interventionsbox

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• * « β w *

Einstellung der gewünschten Anpreßkraft des Zellendeckelanschlusses unabhängig vom Gewicht der Box.

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Bezugszeichenliste:

1 Blechkasten

2 Aussparung

3 Abschirmdecke

4 Zellendecke

5 Zelleninnenraum

6 Deckenöffnung

7 Box

8 Schleusboxabschlußdeckel

9 Zellendeckel

10 Zentralkupplung

11 Antrieb

12 Schwenkantrieb

13 innerer Dichtrand

14 Druckluftmotor

15 Spindelhubelement

16 Hebel

17 Innenraumblechkasten

18 Nische

19 Haltelasche

20 Drehhebel

21 Welle

22 Wcllenende

23 Achse

24 Kulisse

25 Deckeloberseite

26 Stützarme

27 Rollen

28 zweites Wellenende

29 oberer Kulissenteil

30 Antriebswelle

31 oberes Kardangelenk

32 unteres Kardangelenk

33 feste Lagerbuchse

34 Kegelgetriebe

35 Verstellspindel

36 Keilschieber

37 Hebel

38 Schrägfläche

39 Zentrierzapfen

40 Keilschiebergehäuse

41 Raum über der Zellendecke

42 Fixiergehäuse

43 Schwenklamellen

44 Öffnung

45 Welle

46 Hebel

47 Spindel

48 Wellenende

49 Deckelöffnung

50 Anschlußplatte oben

51 Anschlußplatte unten

52 Faltenbalg

53 Führungsbolzen

Claims

Kernforschungszentrum Karlsruhe, den 23.9.1981 Karlsruhe GmbH PLA 8149 Sdt/wk

ANR: 1 002 597

Patentansprüche:

Π1 Adaptionsstück zum Anflanschen von normierten Behältnissen an Transferöffnungen zu Räumen mit Radioaktivität, vorzugsweise für die an der Decke gelegene Beschickungsöffnung einer Heißen Zelle oder eines Handschuharbeitskastens mit einem Gehäuse, dessen Transferöffnung zu dem radioaktiven Raum mittels eines sogenannten Doppeldeckels verschließbar ist, dessen eine Hälfte die Öffnung des Raumes verschließt und dessen andere, daran ankuppelbare Hälfte mit diesem zusammen in das Gehäuse des Adaptionsstückes zur Freigabe der Öffnung wegschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanismen (12, 11) für Schwenken und Aneinanderkuppeln des Doppeldeckels (8, 9) von außerhalb des Gehäuses (1) betätigbar sind.
2. Adaptionsstück nach Anspruch 1, dessen Höhe etwa der Dicke der Abschirmdecke über der Heißen Zelle entspricht und dessen Gehäuse in die öffnung der Abschirmung eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite der Gehäusewandung gelegenen Mechanismen von der begehbaren Oberseite (41) der Abschirmdecke (3) betätigbar sind.
3. Adaptionsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanismen mittels Drehwellen angetrieben sind, deren Enden (28, 48) schräg oder senkrecht neben dem Gehäuse (1) aus der Aussparung (2) in der Abschirmdecke (3) ragen, wobei diese von Hand drehbar oder an Servoantriebseinrichtungen angeschlossen sind.
4. Adaptionsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schleusboxdeckel· (8) ein Gehäuse (40) angebracht ist, in weiches von unten durch eine Öffnung (49) des Deckels (8) ein Zentrier- bzw. Haltezapfen (39) eindringt unter dessen schräge Anlaufflächen (38) horizontal, im. Gehäuse (40) verschiebiich geiagerte Keiischieber (36) eingreifen, wobei diese über ein Kegelgetriebe (34) und Doppelhebel (37) mit dem Antrieb (11) verbunden sind, dessen Ende (48) von oben her zugänglich an der Außenseite des Kastens (1) gelegen ist.
5. Adaptionsstück nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberseite bzw. öffnung des Kastens (1) ein Fixiergehäuse (42) gesetzt ist, dessen freier Durchgang (44) mittels innenliegender und schwenkbarer Lame^en (43) sperrbar ist, wobei die Betätigungsspindeln (47) der Lamellen (43) an der Außenseite des Fixiergehäuses (42) gelegen und von dort aus betätigbar sind.