RU2084278C1

RU2084278C1 - Autoclave

Info

Publication number: RU2084278C1
Application number: RU93039146A
Authority: RU
Inventors: В.А. Голубев; В.А. Гордеенко; А.А. Гущин; В.П. Коробцев
Original assignee: Сибирский химический комбинат
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: autoclave contains housing with cover, container containing material to be treated, device for mounting and moving the container, heat exchangers, heaters and fan. Autoclave is also provided with heads fitted on either side of container and connected with delivery branch pipe of fan. Heater is located in upper portion of each head and heat exchanger is located in lower portion. Device for mounting and moving the container is made in the form of rollers connected in pairs, one pair of rollers being located on drive shaft. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для проведения технологических процессов при повышенной температуре и давлении и может быть использовано в химической и радиохимической промышленности при работе с сублимирующими веществами, например гексафторидом урана. The invention relates to devices for carrying out technological processes at elevated temperature and pressure and can be used in the chemical and radiochemical industry when working with sublimating substances, for example, uranium hexafluoride.

Известен эллипсоидальный сосуд [1] работающий под давлением, имеющий оболочку, выполненную из двух частей для облегчения ее транспортировки и установки. Предусмотрено приспособление, удерживающее одну из частей оболочки в неподвижном положении, и специальное устройство, перемещающее в горизонтальной плоскости вторую часть оболочки относительно первой при открывании и закрывании сосуда. Под воздействием устройства герметичный сосуд открывается и в него можно поместить или извлечь из него тороидальный объект. Тороидальный объект устанавливается в автоклав на опору. Known ellipsoidal vessel [1] working under pressure, having a shell made of two parts to facilitate its transportation and installation. A device is provided that holds one of the parts of the shell in a fixed position, and a special device that moves in the horizontal plane the second part of the shell relative to the first when opening and closing the vessel. Under the influence of the device, the sealed vessel opens and a toroidal object can be placed or removed from it. The toroidal object is mounted in an autoclave on a support.

Недостатком вышеописанного устройства является сложность изготовления сосуда и трудность его обслуживания. The disadvantage of the above device is the complexity of the manufacture of the vessel and the difficulty of its maintenance.

Известен горизонтальный автоклав [2] принятый авторами за прототип, содержащий корпус с рельсовым путем, нагревательные элементы, встроенные в корпус автоклава, теплообменник, установленный на всасывающем патрубке вентилятора, тележку для перемещения обрабатываемых изделий, нижний и верхний тепловые экраны, при этом нижний тепловой экран жестко скреплен с опорной поверхностью тележки и снабжен лабиринтным уплотнением. Known horizontal autoclave [2] adopted by the authors for a prototype containing a casing with a rail, heating elements built into the casing of the autoclave, a heat exchanger mounted on the suction pipe of the fan, a trolley to move the processed products, lower and upper heat shields, while the lower heat shield rigidly bonded to the supporting surface of the trolley and equipped with a labyrinth seal.

Автоклав работает следующим образом. При снятой крышке тележка с материалом закатывается на рельсовый путь автоклава, крышка закрывается, и автоклав герметизируется байонетным затвором. Включается вентилятор, поток воздуха циркулирует, проходя от вентилятора через технологическую зону, где контактирует с нагревательными элементами, поступает в рабочую зону автоклава, где обдувает и нагревает продукт на тележке. После окончания процесса нагревания нагревательные элементы выключаются и включается теплообменник, который охлаждает воздух, перемещаемый вентилятором. The autoclave operates as follows. With the lid removed, the trolley with material rolls onto the rail of the autoclave, the lid closes, and the autoclave is sealed with a bayonet lock. The fan turns on, the air flow circulates, passing from the fan through the technological zone, where it contacts the heating elements, enters the working area of the autoclave, where it blows and heats the product on a trolley. After the heating process is over, the heating elements are turned off and the heat exchanger is turned on, which cools the air moved by the fan.

Этот автоклав не пригоден для сжижения гексафторида урана из-за местных перегревов контейнера, особенно опасных в нижней его части при фазовых переходах гексафторида урана. Кроме того, использование рельсового пути в автоклаве значительно увеличивает необходимую площадь обслуживания автоклава и обслуживает применение подвижной тележки для контейнера, что усложняет конструкцию устройства для вращения контейнера, предусмотренного технологическим процессом. This autoclave is not suitable for liquefying uranium hexafluoride due to local overheating of the container, which is especially dangerous in its lower part during phase transitions of uranium hexafluoride. In addition, the use of the rail track in the autoclave significantly increases the required service area of the autoclave and serves the use of a movable trolley for the container, which complicates the design of the device for rotating the container provided for by the technological process.

Поставленная задача разработки автоклава для сжижения гексафторида урана достигается тем, что автоклав, содержащий корпус с крышкой, контейнер с обрабатываемым материалом, средство для установки и перемещения контейнера, теплообменники, нагреватели и вентилятор, снабжен насадками, расположенными по обе стороны контейнера и соединенными с напорным патрубком вентилятора, при этом в верхней части каждого насадка размещен нагреватель, в нижней - теплообменник, а средство для установки и перемещения контейнера выполнено в виде попарно соединенных роликов, причем одна пара роликов размещена на приводном валу двигателя. The task of developing an autoclave for liquefying uranium hexafluoride is achieved by the fact that the autoclave containing a housing with a lid, a container with processed material, means for installing and moving the container, heat exchangers, heaters and a fan is equipped with nozzles located on both sides of the container and connected to the discharge pipe fan, with a heater placed at the top of each nozzle, a heat exchanger at the bottom, and means for installing and moving the container made in the form of soy Inonii rollers, one pair of rollers arranged on a drive shaft of the motor.

На фиг. 1 изображен продольный разрез общего вида автоклава; на фиг.2 - вид сверху с открытой крышкой; на фиг.3 разрез А-А фиг.1. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a General view of the autoclave; figure 2 is a top view with the lid open; figure 3 section aa figure 1.

Автоклав содержит корпус 1 с теплоизоляцией, крышку 2 с механизмом или ее открывания и закрывания и теплоизоляцией, байонетный затвор 3 с механизмом поворота байонетного кольца. В нижней части корпуса 1 расположено основание 4, на котором смонтировано средство 5 для установки и перемещения контейнера 6 с материалом. Контейнер 6 установлен в горизонтальном положении по оси 7, проходящей через центр автоклава. Средство 5 для установки и перемещения контейнера состоит из роликов 8, попарно размещенных по обе стороны оси 7 под углом 30^o к центральной оси 9. При этом с одной стороны оси 9 пара роликов 8 размещена на приводном валу 10, соединенном цепной передачей 11 с электроприводом 12. По другую сторону оси 9 ролики 8 размещены на оси 13 с возможностью вращения вместе с осью 13.The autoclave comprises a housing 1 with thermal insulation, a cover 2 with a mechanism or its opening and closing and thermal insulation, a bayonet lock 3 with a mechanism for turning the bayonet ring. In the lower part of the housing 1 there is a base 4 on which means 5 for mounting and moving the container 6 with material are mounted. The container 6 is installed in a horizontal position along the axis 7 passing through the center of the autoclave. The tool 5 for installing and moving the container consists of rollers 8, placed in pairs on both sides of the axis 7 at an angle of 30 ^o to the central axis 9. Moreover, on one side of the axis 9, a pair of rollers 8 is placed on the drive shaft 10, connected by a chain gear 11 with an electric drive 12. On the other side of the axis 9, the rollers 8 are placed on the axis 13 with the possibility of rotation together with the axis 13.

По обе стороны контейнеры 6 расположены насадки 14, распределяющие воздушный поток по цилиндрической поверхности контейнера. Каждый насадок 14 представляет собой металлический кожух прямоугольного сечения со стороны контейнера 6, соединенный с помощью переходника, имеющего форму усеченной пирамиды, с нагнетательным патрубком вентилятора 15. Каждый насадок 14 может быть размещен или параллельно оси 16 или под углом около 20^o по отношению к оси 16. В верхней части каждого насадка 14 размещены нагреватели 17, в нижней части теплообменник 18 с патрубками ввода и вывода хладагента. Зона размещения нагревателей 17 отделена от зоны размещения теплообменника 18 перегородкой 19. Вентилятор 15 приводится в действие электродвигателем 20, закрепленным на корпусе 1 автоклава.On both sides of the containers 6 are nozzles 14, distributing the air flow over the cylindrical surface of the container. Each nozzle 14 is a metal casing of rectangular cross section on the side of the container 6, connected by means of an adapter having the shape of a truncated pyramid to the discharge pipe of the fan 15. Each nozzle 14 can be placed either parallel to the axis 16 or at an angle of about 20 ^o relative to the axis 16. In the upper part of each nozzle 14, heaters 17 are located, in the lower part of the heat exchanger 18 with refrigerant inlet and outlet pipes. The zone of placement of the heaters 17 is separated from the zone of placement of the heat exchanger 18 by a partition 19. The fan 15 is driven by an electric motor 20 mounted on the body 1 of the autoclave.

Каждый насадок 14 крепится к основанию 4 с помощью опорного приспособления 21. На основании 4 установлено устройство 22 для взвешивания контейнера, контактирующее с опорой 5 роликов 8. Автоклав имеет штуцер 23, соединяемый со штуцером 24 контейнера с помощью гибкого шланга 25. На штуцере 24 установлен запорный орган с электроприводом 26. Each nozzle 14 is attached to the base 4 with the support device 21. On the base 4 there is a device 22 for weighing the container in contact with the support 5 of the rollers 8. The autoclave has a nozzle 23 connected to the nozzle 24 of the container with a flexible hose 25. On the nozzle 24 is installed motorized shut-off member 26.

Автоклав работает следующим образом. The autoclave operates as follows.

Крышку 2 автоклава открывают с помощью механизма для ее открывания и контейнер 6 с гексафторидом урана устанавливают с помощью подъемного крана на средство 5 для установки и перемещения контейнера, при этом штуцер контейнера 24 расположен сверху. Штуцера 23 и 24 соединяют гибким шлангом 25, после чего крышку 2 закрывают и уплотнят байонетным затвором 3 с подачей давления в прокладку байонетного затвора. Затем включают нагреватели 17 и вентиляторы 15. Струи нагретого воздуха с двух сторон направляются к верхней части контейнера 6, распределяясь по всей его длине, нагревают верхнюю часть контейнера, что позволяет избежать местных перегревов при плавлении гексафторида урана. При нагревании в контейнере повышается температура и давление. При определенных значениях давления и температуры происходит фазовое превращение гексафторида урана, он из твердой фазы переходит в жидкую. После того как в жидкую перейдет все содержимое контейнера, включается привод 12, приводящий через цепную передачу 11 во вращение вал 10 с роликами 8, что обеспечивает поворот контейнера 6 на 180^o. При этом штуцер 24 контейнера занимает нижнее положение, после открытия запорного органа 26 гексафторид урана в жидком состоянии через шланг 25 и штуцер 23 автоклава передается на последующую технологическую операцию. Контроль за опорожнением контейнера 6 ведется с помощью взвешивающего устройства 22.The lid 2 of the autoclave is opened using a mechanism for opening it, and the container 6 with uranium hexafluoride is installed using a crane on the means 5 for installing and moving the container, while the fitting of the container 24 is located on top. The fittings 23 and 24 are connected by a flexible hose 25, after which the cover 2 is closed and sealed with a bayonet lock 3 with the pressure being applied to the gasket of the bayonet lock. Then, heaters 17 and fans 15 are turned on. The jets of heated air from two sides are directed to the upper part of the container 6, distributed along its entire length, and heat the upper part of the container, which avoids local overheating during melting of uranium hexafluoride. When heated in a container, temperature and pressure rises. At certain values of pressure and temperature, a phase transformation of uranium hexafluoride occurs, it passes from a solid phase to a liquid one. After the entire contents of the container has passed into the liquid, the drive 12 is turned on, which drives the shaft 10 with the rollers 8 through the chain drive 11 to rotate the container 6 by 180 ^° . In this case, the nozzle 24 of the container is in the lower position, after the opening of the shut-off member 26 of uranium hexafluoride in the liquid state through the hose 25 and the nozzle 23 of the autoclave is transferred to the subsequent technological operation. Monitoring the emptying of the container 6 is carried out using a weighing device 22.

Автоклав позволяет проводить операцию заполнения контейнеров жидким гексафторидом урана. В этом случае пустой контейнер 6 устанавливают в автоклав как описано выше. Контейнер вакуумируют через штуцера 23 и 24, затем подают хладагент в теплообменники 18 и включают вентиляторы 15. Поток охлажденного воздуха направляется в нижнюю часть контейнера с двух сторон, распределяясь по всей длине контейнера. Заполнение контейнера 6 жидким гексафторидом урана производится через штуцер 23 автоклава. В дальнейшем продукт из жидкой фазы переходит в твердую, заполняя свободный объем контейнера. Степень заполнения контейнера контролируется взвешивающим устройством 22. После заполнения контейнера байонетный затвор 3разуплотняется, крышка 2 открывается с помощью механизма открывания, гибкий шланг 25 отсоединяется от штуцера 24, заполненный контейнер с помощью подъемного крана извлекается из автоклава и перемещается по технологической цепочке для дальнейшей переработки. The autoclave allows the operation of filling containers with liquid uranium hexafluoride. In this case, the empty container 6 is placed in an autoclave as described above. The container is evacuated through the nozzles 23 and 24, then the refrigerant is supplied to the heat exchangers 18 and the fans 15 are turned on. The flow of cooled air is directed to the lower part of the container from two sides, distributed along the entire length of the container. The container 6 is filled with liquid uranium hexafluoride through the autoclave fitting 23. Subsequently, the product from the liquid phase passes into the solid, filling the free volume of the container. The degree of filling of the container is controlled by the weighing device 22. After filling the container, the bayonet lock 3 is sealed, the cover 2 is opened by the opening mechanism, the flexible hose 25 is disconnected from the fitting 24, the filled container is removed from the autoclave from the autoclave and moved along the processing chain for further processing.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент США N 3859054, кл. B 01 J 3/00, 1975.Sources of information taken into account when preparing the application:
1. US patent N 3859054, CL. B 01 J 3/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР, N 1667918, кл. B 01 J 3/00, 1991 (прототип). 2. Copyright certificate of the USSR, N 1667918, cl. B 01 J 3/00, 1991 (prototype).

Claims

An autoclave comprising a body with a lid, a container with the material to be processed, means for installing and moving the container, heat exchangers, heaters and a fan, characterized in that it is equipped with nozzles located on both sides of the container and connected to the discharge pipe of the fan, while in the upper part each nozzle has a heater in the lower heat exchanger, and the means for installing and moving the container is made in the form of pairwise connected rollers, with one pair of rollers placed on the drive shaft igatelya.