CN105027226B - 防电离辐射的保护装置以及装有这种保护装置的封闭壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防止电离辐射穿越由穿壁结构(22)限定的孔眼(32)的保护装置(10)。所述保护装置包括减弱穿过孔眼(32)的电离辐射的电离辐射减弱结构，该电离辐射减弱结构能够覆盖(或遮挡)孔眼(32)，并且包括固定部件(16)，固定部件被布置用于保证电离辐射减弱结构可拆卸地固定至穿壁结构(22)。电离辐射减弱结构是套筒(11)，套筒具有两个开放端(13、14)并且套筒能在其自身重量作用下变形，套筒被布置用于由套筒(11)的第一开放端(14)通过所述固定部件(16)固定至穿壁结构(22)。

Description

防电离辐射的保护装置以及装有这种保护装置的封闭壳
技术领域
本发明涉及防电离辐射的保护装置和装有这种保护装置的封闭壳。
本发明的技术领域为防电离辐射的保护物品的制造领域。
背景技术
人们知道，在封闭壳内，特别是在手套操作箱内，处理或操作发出电离射线，特别是伽玛(γ)射线的物品或材料。
为此，封闭壳的至少一壁被钻有孔眼，孔眼允许进入封闭壳内，和/或穿过该壁传送材料。
该封闭壳可以相对封闭壳所在的环境或建筑保持负压，以避免包含在封闭壳中的危险灰尘通过这些灰尘(可能悬浮的粉末或材料)穿过该孔眼通过而迁移到封闭壳外。
该孔眼可以由整体为环形的结构形成，或装有该结构，该结构穿过封闭壳的壁，并与该壁连在一起。
这种穿壁结构有时叫做“手套箱操作孔”或“袋孔”。
为了保护操作者穿过该孔眼并伸到在封闭壳内的手、前臂、以及必要时整个手臂，并且为了保证灰尘的密封，已知使手套与穿壁结构连在一起，使手套的套袖的开放端嵌在该穿壁结构的突起在封闭壳壁外表面上的环形部分周围。
该手套可以包括一种电离辐射减弱材料，和/或用该材料制造，例如包含金属填充料的弹性材料。该填充料可以是金属粉末或金属氧化物粉末。因此使用的材料可以是铅、钨、铋、或镧，如专利FR 2948672中描述的。
专利FR 2254409描述一个固定在手套箱操作孔上的套筒，与手动进入过压封闭壳的板子相对，与封闭放射性材料的手套箱相反，套筒允许在操作者的手伸入封闭壳之前使套筒和板子限定的空间形成真空。
专利FR2500355和US3009164描述了用于处理放射性材料的手套操作箱，其中手套呈二部分：固定在手套操作孔上的套筒，和可拆卸地固定在套筒上并延长套筒的手套。
尤其由于手套的膜/壁的厚度小，这些手套的射线减弱能力是有限的。但是小厚度可以使手套保持操作者的手和手臂插在手套中进行处理所需的柔软性。
因此，包含在封闭壳内的物品或材料发出的电离辐射可能穿过手套和钻在封闭壳壁中的孔眼。
为了减少这些辐射，已经提出给穿壁结构另外装备覆盖孔眼的罩，同时又使操作者的手和手臂可以穿过罩和孔眼通过，以便使操作者能够戴上手套，或与手套分开，而罩和穿壁结构不分离。
专利GB1455863、FR2590198、FR2642221、和FR2920334中描述了这种包括形状为皮带或阀门的可变形的辐射减弱壁零件。
当不使用手套并且封闭壳保持负压时，手套可能在封闭壳的负压作用下在封闭壳内展开，这有可能妨碍操作者使用与封闭壳装有的另一穿壁结构连接的另一手套处理或操作封闭壳内的物品或材料，并且可能导致手套被位于封闭壳内的旋转或加热设备拔出或损坏的危险。
为了避免不使用的手套在封闭壳内展开，专利FR2642221中提出将手套拉到封闭壳外，并通过罩的可变形壁零件锚固手套。其缺点在于，在该构型中，罩的壁零件延伸在手套周围，则罩的中心部分不在能完全发挥它的辐射减弱作用。
另外，每次操作者从手套抽出他的手时，被建议将不使用的手套套筒打个结，这个结对重新将手和手臂插入该手套应该是不利的。罩的存在大大妨碍这些操作。
包括可变形壁零件的罩的另一缺点是，这些壁零件妨碍手和手臂插在手套中并穿过该罩的操作者的手和手臂的运动。
还存在加强保护操作者插在固定在穿壁结构上的手套中的手臂和身体的其它部分防止电离辐射而不减少手套柔软性的需求。
发明内容
本发明的目的是提出要固定在穿壁结构上的防电离辐射的保护装置，其至少部分改进和/或克服已知防电离辐射的保护装置的缺陷或缺点。
本发明的目标是提出一种固定至穿壁结构的防电离辐射的保护装置，该保护装置满足上述和以下目标中的至少一个并最好多个：
-加强手和必要时手臂插入在固定在穿壁结构上的手套中的使用者的身体保护；
-穿壁结构容易拆卸/分离，尤其以便被另一保护装置替代；
-限制或避免对操作者的妨碍，特别是不限制操作者的手臂、操作者的手和操作者的手指的运动幅度；
-当操作者希望把他的手和手臂插入在固定在穿壁结构的手套中，或者当操作者希望从固定在穿壁结构上的手套释放他的手和手臂时，穿壁结构不应脱离；
-可以避免不使用的手套在装有穿壁结构的封闭壳内展开，并且不减弱防电离辐射的保护；
-能够装备(现有封闭壳的)现有穿壁结构。
本发明的目标是提出装有这种保护装置的封闭壳。
本发明特别用于穿过由穿壁结构限定的孔眼的电离辐射保护装置，所述保护装置包括减弱穿过孔眼的电离辐射的电离辐射减弱结构，该电离辐射减弱结构能够覆盖，甚至遮挡孔眼，并且包括固定部件，固定部件被布置用于保证电离辐射减弱结构可拆卸地固定至穿壁结构。
根据本发明的一方面，电离辐射减弱结构主要由套筒构成，套筒具有两个开放端部并且套筒能在其自身重量作用下变形，套筒被布置用于由套筒的第一开放端通过所述固定部件固定至穿壁结构。
优选地，套筒具有的形状、尺寸和足够小的刚性(即足够高的柔软性)，以便能够翻转，并穿过由穿越结构限定的孔眼，部分地延伸在穿壁结构内，和用于部分地延伸在该穿壁结构外，即在封闭壳内，以便加强对操作者插进套筒和孔眼中的手臂的保护，封闭壳的一个壁将装有该穿壁结构。
套筒可以与所述固定部件连在一起，这些固定部件设在套筒的第一开放端，或位于开放端附近。
套筒足够大和软，用以在套筒通过所述固定部件悬挂在穿壁结构上时，覆盖该第一开放端，以便在套筒通过所述固定部件悬挂在该结构上时，遮挡由穿壁结构限定的孔眼。
套筒的柔软性，特别是它在自身重量作用下的变形能力，可以产生于套筒的构成材料的柔软性和/或厚度。
特别是，套筒的厚度可以在50或100微米直至500、1000或2000微米左右的范围内。
套筒可由包含金属填料的弹性材料制造，例如专利FR2948672中描述的材料，必要时根据该专利中描述的方法制造。
所述固定部件可以集成至套筒，特别是形状为沿第一开放端延伸的突起(例如一软垫)。
套筒的尺寸与穿壁结构的尺寸和/或与该穿壁结构限定的孔眼的尺寸相配。
套筒的形状可以是直的，即套筒可以是柱形，或扩张的。
套筒可以包括至少一柱形区段，该柱形区段可以被至少一扩张区段延长。
换句话说，并根据本发明另一方面，电离辐射减弱结构是一套筒，该套筒包括被布置用于与穿壁结构连在一起的第一开放端，和被布置用于(能够)被与穿壁结构连在一起的手套穿过的第二开放端；套筒具有足够的(可逆的)变形能力，使得当套筒通过它的第一端悬挂在穿壁结构上时，该第一端沿相对于垂直方向稍倾斜的平面延伸，第二开放端的第二开口夹紧，并且从第二端延伸的套筒区段在该套筒区段重量的作用下被压扁；另外，套筒的形状和尺寸为，在套筒悬挂在穿壁结构上的构型中，套筒与穿壁结构限定的孔眼完全相对，以便覆盖甚至遮挡孔眼，并减弱穿过该孔眼的电离辐射。
套筒可以包括延伸到套筒的第一开放端附近并具有第一密度的套筒第一区段；并且套筒可以包括延伸到套筒的第二开放端附近并具有大于第一密度的第二密度的套筒第二区段，以便于套筒的悬挂部分在其自身重量作用下弯曲和压扁。
为此，套筒可以包括延伸到套筒第二开放端附近的压载和/或加固部件，例如在套筒中在第二开放端中形成的折边。
当穿壁结构限定的孔眼为圆形时，悬挂在该穿壁结构上的套筒区段的长度至少等于该孔眼的直径，以便能够覆盖该孔眼，并且一般稍大于该直径；特别是，该长度与该直径之比可以在大约1到1.5、2或大约4的范围内。
在本发明的另一方面，提出一封闭壳，它的一壁包括装有手套的穿壁结构，以及本申请中定义或描述的保护装置。
套筒的刚性可以与装备封闭壳的手套的刚性为同一量级，尤其是至少等于装备封闭壳的手套的刚性；特别是，套筒的刚性与手套的刚性之比可以在大约0.1-10的范围内，尤其是在大约0.5到2或3的范围内。
为了得到刚性足够小的套筒，例如可以用杨氏模量(弹性模量)在106帕斯卡(Pa)左右到108Pa左右的范围的材料制造套筒。
附图说明
在下面参照附图进行的非特征限定性地示出本发明的几个实施例的描述中，将显现本发明的其它方面、特征或优点。
图1是根据第一实施例的防电离辐射的保护装置的示意性纵向剖视图。
图2是根据另一实施例的防电离辐射的保护装置的示意性纵向剖视图。
图3至6是包括穿壁结构的封闭壳的壁在多个不同构型中的示意性剖视图，穿壁结构装备有防电离辐射的保护手套和套筒；
－在图3所示的构型中，手套和套筒被翻转并延伸到穿壁结构和封闭壳内部；这对应于操作者使用手套和套筒的阶段，用于处理或操做封闭壳内的物品或材料；
－在图4所示的构型中，手套和套筒被拉出并延伸在穿壁结构和封闭壳外；这对应于操作者将手套和套筒拉到封闭壳之外的阶段；
－在图5所示的构型中，手套缩短，并且手套和套筒延伸在穿壁结构和封闭壳外；
－在图6所示构型中，缩短的手套延伸到套筒和穿壁结构内，而套筒悬挂在穿壁结构上，这对应于不使用手套的阶段。
图7和8分别为套筒的两个端部区段在图6所示的遮挡孔眼的构型中的示意性横截面视图。
图9为包括多个穿壁结构的封闭壳的示意性透视图，每个穿越结构装有一防电离辐射的保护装置。
具体实施方式
除非专门指出或相反隐含，结构或功能相同或相似的零件或构件在不同图中用相同的标记表示。
参照图1，保护装置10由充填金属颗粒的弹性体类型的聚合物材料制成的套筒11构成，用于减弱穿过形成该套筒的膜或壁的电离辐射。
套筒11沿轴线12延伸，并且套筒的两端13、14是开放的。
形成该套筒的膜的厚度15例如可以从大约100μm到2000μm。
套筒11在其内表面17上和在第一开放端14附近包括沿开口14的轮廓远离开口地延伸的圆形截面的突起(例如软垫)16，用于嵌在穿壁结构上形成的环形沟槽内，如图3至6所示，使套筒与该穿壁结构固连在一起。
图1示出的保护装置10为以12为轴线的柱形，例如截面为圆形，尤其以便安装在截面为圆形的环形的(或管形的)穿壁结构上。
参照图2，保护装置10由一套筒构成，该套筒包括从第一开放端14延伸的第一柱形区段112、从第二开放端13延伸的第二柱形区段110、和连接第一和第二柱形区段112、110的截锥形或扩张形的第三区段(中心区段)111。
套筒的这三个区段110至112可以具有共同的回转对称轴线12。
在图2所示的实施例中，环形突起16在套筒的第一端延伸，并处在第一开口14的边缘。
另外，在该例中，套筒区段110的末端部分1110被折叠(甚至翻转)在该套筒区段上，形成外折边，外折边的密度接近该套筒区段110的密度的双倍，并且刚性增加。
该折边可以作为有利于套筒11相对轴线12弯曲的压载物，和可以用作加固件或加强筋，限制该套筒区段110在该区段的重量的作用下的夹紧开口13和压扁，如尤其参照图6、8更详细描述的。
参照图3-6以及9，封闭壳18由平面壁19、20限定，平面壁例如可以由铅玻璃形成，并且每个壁中钻有圆形的孔眼21，穿壁结构22嵌在每个孔眼21中。
参照图3至6，结构22包括管形区段23，管形区段的轴线24与壁19的平面正交，管形区段23穿过钻在壁19中的孔眼21延伸在该壁的两侧。
结构22还包括轴线为24的第一环形突肩25，第一环形突肩25延伸在封闭壳18内，和从区段23的与突肩25固连的外表面起延伸到区段23的在封闭壳18内延伸的端部。
结构22另外包括轴线为24的环形阻挡26，环形阻挡26从区段23的与环形阻挡26固连的外表面起延伸在封闭壳18外。
因此，结构22被布置为通过突肩25贴靠壁19的内表面190，并通过阻挡26贴靠壁19的外表面191。
在封闭壳18外延伸并从外表面191和从阻挡26突起的管形区段23的部分包括第一环形沟槽27，第一环形沟槽接收设在手套31的套袖30的自由端(开放端)的弹性环29，以使手套31以可拆卸方式与穿壁结构22固连在一起。
延伸在封闭壳18外并从外表面191和从阻挡26突起的管形区段23的部分另外包括第二环形沟槽28，第二环形沟槽接受设在装置10的套筒11的第一开放端的弹性环16，以使装置10以可拆卸方式与穿壁结构22固连在一起。
套筒11的固定沟槽28设置在手套31的固定沟槽27后，使套筒11可以在图3至6所示的一个或另一构型中与结构22固连。
装置10在结构22上的固定可以不是密封的，和可以通过套筒的其它固定方式得到，例如在套筒的第一开放端附近围绕套筒的加箍圈。
如图3至6所示，当通过集成至套筒11的环形突起16保证装置10的固定时，可以通过套筒和突起16的(弹性)变形，得以扩大套筒11的开口14，使环形突起16嵌在结构22的区段23周围，直到嵌在沟槽28中。
在这种情况下，当套筒在“静止”状态，即当套筒没有弹性变形以扩大开口14时，套筒11的开口14的轮廓周长小于区段23的轮廓周长。
则套筒11的开口14的轮廓与结构22的区段23的轮廓相配，例如图7所示的圆形轮廓。
因此，装置10和套筒11设置用于以可逆方式变形，和尤其处于以下三个构型中的每个构型：
－图4所示的套筒11的第一伸展构型，“就位”，其中套筒11的两个开放端在封闭壳18外从壁19的同一侧延伸；在该构型中，套筒11的开放端13、14和设在壁19中的孔眼21基本平行并对齐，便于操作者的手臂以及与结构22固连的手套31穿过套筒11和结构22通过；
－图3所示的套筒11的第二伸展构型，“反面朝外”或“翻转”，其中套筒11的两个开放端13、14延伸在穿壁结构22限定的孔眼21和孔眼32两侧；在该构型中，套筒11的一区段加强对操作者插入在与穿壁结构22连接的手套31中的手臂的保护，套筒11的该区段延伸到手套31的套袖30内和封闭壳18内；以及
－图6所示的孔眼32被套筒11遮挡的构型，其中套筒11通过设在它的第一端14的部件16悬挂在穿壁结构上，并覆盖(堵塞)孔眼32。
为此，在套筒的端部13、14之间或在固定部件16与第二端13之间测量的套筒11长度(图1、2的标记33)与结构22和该结构限定的孔眼32的高度34(必要时为直径)相适应，使得套筒11的悬挂部分与该孔眼完全相对地延伸。
另外，在该遮挡构型中，如图8所示，第二开放端13的第二开口被夹紧，并且从第二端13延伸的套筒11区段压扁，尤其是在该套筒区段的重量的作用下。
套筒11和装置10可以从这三个构型中的一个过渡到另一个，不需要操作者很大努力，并且该套筒赋予的补充保护对使用者不会产生明显的妨碍。
另外，当不使用手套31时，套筒11和装置10可以使手套收缩，并将其置于套筒11和结构22限定的空间中。
为此，从图4所示构型出发，在从手套31伸长的套袖30中形成结300，如图5所示，然后放松手套上的张力，以使手套容置于套筒11和结构22内，如图6所示。
从图6所示的不使用手套31的构型出发，操作者可以抓住手套31，使他的手进入套筒11的被夹紧但未封闭的开口13中，抓住手套31，以便将手套的套袖拉出到套筒11外，解开在手套的套袖30上形成的结300，然后将他的手和手臂插入到手套31中，使手套31和套筒11翻转到结构22内，直到图3所示的工作构型。

Claims (15)

1.防止电离辐射穿越由配备手套(31)的穿壁结构(22)限定的孔眼(32)的保护装置(10)，所述保护装置包括减弱穿过孔眼(32)的电离辐射的电离辐射减弱结构，该电离辐射减弱结构能够覆盖或遮挡孔眼(32)，并且包括固定部件(16)，固定部件被布置用于保证电离辐射减弱结构可拆卸地固定至穿壁结构(22)，其特征在于，电离辐射减弱结构是套筒(11)，套筒具有两个开放端(13、14)并且套筒能在其自身重量作用下变形，套筒被布置用于由套筒(11)的第一开放端(14)通过所述固定部件(16)固定至穿壁结构(22)，以及套筒被布置用于能够被翻转，以便部分地延伸在手套(31)的套袖(30)内。
2.如权利要求1所述的保护装置，其中，套筒(11)具有的形状、尺寸和足够小的刚性用于能够被翻转，并穿过孔眼(32)，部分地延伸在穿壁结构(22)内，和用于部分地延伸在该穿壁结构(22)外，以便加强对操作者插进套筒(11)和孔眼(32)中的手臂的保护。
3.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，套筒(11)的厚度(15)在从50或100微米到500、1000或2000微米的范围内。
4.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，套筒(11)用包含金属填料的弹性材料制造。
5.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，所述固定部件至少部分地被集成至套筒(11)。
6.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，所述固定部件包括集成至套筒(11)并沿第一开放端(14)延伸的突起。
7.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，套筒(11)包括至少一柱形区段(110、112)和/或至少一扩张区段(111)。
8.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，套筒(11)包括延伸到套筒的第一开放端(14)附近并且具有第一密度的套筒第一区段，并且套筒包括延伸到套筒的第二开放端(13)附近并具有大于第一密度的第二密度的套筒第二区段。
9.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，套筒(11)包括延伸到套筒的第二开放端(13)附近的压载和/或加固部件。
10.如权利要求9所述的保护装置，其中，压载和/或加固部件包括在套筒中在第二开放端(13)形成的折边(1100)。
11.如权利要求1或2所述的保护装置，其中，悬挂在穿壁结构(22)上的套筒的长度(33)至少等于孔眼(32)的直径，该长度与该直径之比能够在1到1.5或2的范围内。
12.封闭壳(18)，其包括钻有孔眼(21)的壁(19、20)，并且包括穿壁结构(22)，穿壁结构(22)装有手套(31)和如权利要求1至11中任一项所述的保护装置(10)。
13.如权利要求12所述的封闭壳，其中，套筒(11)由杨氏模量在106Pa到108Pa的范围内的材料制成。
14.如权利要求12所述的封闭壳，其中，套筒(11)具有足够的变形能力，使得当套筒通过它的第一开放端(14)悬挂在穿壁结构(22)上时，第二开放端(13)的第二开口夹紧，并且从第二开放端延伸的套筒区段尤其在该套筒区段的重量的作用下被压扁；并且套筒的形状和尺寸为，在套筒悬挂在穿壁结构上的构型中，套筒与由穿壁结构限定的孔眼(32)完全相对，以便覆盖或遮挡孔眼(32)并减弱穿过该孔眼的电离辐射。
15.如权利要求12所述的封闭壳，其中，套筒(11)被布置为能够翻转，以便部分地延伸在封闭壳(18)内。
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