CN115970322B - 一种非接触式电加热六氟化铀供料装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于核燃料生产铀化工技术领域，具体为一种非接触式电加热六氟化铀供料装置，包括电加热组件、底座、罐体以及盖合在罐体上的上盖组件，电加热组件包括加热管、法兰盖和接线盒，加热管均匀设置在产品容器的外周，加热管的下端部分穿过法兰盖后与接线盒电连接，加热管与法兰盖密封连接；上盖组件的顶部固定有磁力风机，磁力风机的输出轴贯穿上盖组件后与风扇连接，风扇位于产品容器的上方；罐体的下表面与法兰盖的上表面密封连接，底座支撑罐体和电加热组件。本发明采用非接触式的电加热管布置的方式，并通过磁力风机对热场进行扰流，实现了热场的均匀性。

Description

一种非接触式电加热六氟化铀供料装置

技术领域

本发明属于核燃料生产铀化工技术领域，具体为一种非接触式电加热六氟化铀供料装置。

背景技术

六氟化铀常温常压下为无色或淡黄色的晶体，易升华，是一种极度危险的放射性物质。职业性急性中毒表现为呼吸道刺激，重者引起肺炎，肺水肿，及肝、肾病变。它与水或空气中的水蒸气反应生成有毒的氟化氢气体和水溶性氟化铀酰，如果吸入或接触人体，极易造成致命性伤害。

为了避免六氟化铀在转移过程中容器发生泄漏，通常在进行气化转移时将六氟化铀罐放置在六氟化铀供料装置内，供料装置作为六氟化铀罐的保护容器，在物料转移过程中产品容器一旦发生泄漏，供料装置将作为六氟化铀罐的包容边界，防止六氟化铀扩散至大气中。另外，在六氟化铀的转移过程中，供料装置内的六氟化铀的饱和蒸气压必须控制在一定范围内，外部加热温度需均匀可控；但目前的六氟化铀供料装置多为卧式供料方式，供料装置的自动化程度较低，且存在温度加热不均匀，加热速度较慢的现象。如专利201811285646.3中的六氟化铀供料装置为卧式供料，且加热体设置在六氟化铀罐的右侧，通过磁力风机为供料装置内部提供加热对流和热交换的动力来源，将热量传递给六氟化铀罐内，上述加热方式不但加热速度慢，还会出现加热不均匀的现象，且卧式供料装置的上料和下料过程相对麻烦，增加了工作人员的劳动强度。

因此，本领域技术人员亟需研发一款立式且能实现加热快速均匀的供料装置。

发明内容

为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种非接触式电加热六氟化铀供料装置，采用非接触式的电加热管布置的方式，并通过磁力风机对热场进行扰流，实现了热场的均匀性。

本发明采用以下技术方案：

一种非接触式电加热六氟化铀供料装置，包括电加热组件、底座、罐体以及盖合在罐体上的上盖组件，其中：

电加热组件包括加热管、法兰盖和接线盒，加热管均匀设置在产品容器的外周，加热管的下端部分穿过法兰盖后与接线盒电连接，加热管与法兰盖密封连接；

上盖组件的顶部固定有磁力风机，磁力风机的输出轴贯穿上盖组件后与风扇连接，风扇位于产品容器的上方；产品容器的外周沿竖直方向至少设置两个可拆卸测温元件，可拆卸测温元件包括与产品容器侧壁紧贴的热电阻，热电阻的电气连接线集成于法兰盖的下方；

罐体的下表面与法兰盖的上表面密封连接，底座支撑罐体和电加热组件。

进一步的，可拆卸测温元件还包括合页、支撑环和搭扣，支撑环由两个半圆环组成，两个半圆环的一端与合页连接，另一端通过搭扣可拆卸连接，支撑环上设有安装热电阻的安装槽。

进一步的，加热管包括长加热管和短加热管，法兰盖上位于加热管的外侧设有支撑杆，支撑杆的上端固定有支撑板，长加热管贯穿支撑板并与支撑板固定连接。

进一步的，法兰盖上安装有电联器固定结构，热电阻的电气连接线通过电联器固定结构从法兰盖的底部引出，电联器固定结构包括固定在法兰盖下表面的法兰压板和设置在法兰压板和法兰盖之间的密封圈，密封圈密封在电联器与法兰盖的连接处。

进一步的，上盖组件包括盖合在罐体上的上盖，罐体的顶部的内侧壁上形成卡槽，卡槽的上顶面间隔设置有若干个与外界连通的缺口，上盖的下端部周向向外凸出有若干个卡接边沿，卡接边沿与缺口数量和形状均相同；上盖盖合状态下，卡接边沿卡接在卡槽内；上盖打开过程中，卡接边沿从缺口处向上打开。

进一步的，卡接边沿的下表面设置第一斜齿，卡槽的下底面设置有第二斜齿，第一斜齿和第二斜齿啮合连接，卡接边沿和罐体通过密封垫圈密封连接。

进一步的，罐体的外表面设有销轴支撑件，上盖组件还包括铰接连接在销轴支撑件上的电动推杆I，电动推杆I的推动端与上盖的外侧壁通过推杆支座铰接连接。

进一步的，罐体的外侧壁上还铰接连接有电动推杆II,电动推杆II的推动端朝上设置，上盖的顶面上固定连接有上盖支架，上盖支架的另一端依次通过第一转动轴与销轴支撑件转动连接，通过第二转动轴与电动推杆II的推动端铰接连接，电动推杆II动作驱动上盖绕第一转动轴转动。

进一步的，底座上设有上下贯通的螺纹通孔，罐体的底部与法兰盖上均设有与螺纹通孔同轴的通孔，螺柱由上至下穿过通孔后拧紧在螺纹通孔内，法兰盖的下表面、底座的上表面以及罐体底部上各设有一个螺母。

进一步的，上盖的上表面上设置有手轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明采用非接触式的电加热管布置的方式，并通过磁力风机对热场进行扰流，实现了热场的均匀性，且在罐体的外壁上设置有可拆卸测温元件，实现了控温的准确性。

（2）本发明的上盖与罐体采用斜齿啮合、密封垫圈，实现了上盖与罐体的可靠密封；通过电联器固定结构将热电阻的电气连接线集成在法兰盖的下方，保证了温度测定的安全性，避免人员接触；由于电联器本身需要承受罐体的内压，单独在法兰盖上设置电联器无法保证密封性；在不改变电联器结构的情况下，通过法兰压板和密封圈固定电联器，保证了罐体的密封性。

（3）本发明配备有自动化的上盖组件，利用双电动推杆实现自动开关盖，减少操作人员的劳动强度及接触辐射风险，确保整体设备的操作便捷性。另外，还在上盖上设有手轮结构，作为电动推杆失效后的驱动支撑点，确保上盖在任何状态下均可开关。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明非接触式电加热六氟化铀供料装置的整体结构图；

图2为本发明的电加热组件结构图；

图3为本发明的可拆卸测温元件结构图；

图4为本发明的电联器固定结构示意图；

图5为本发明一优选实施例的罐体密封结构图；

其中：1-电加热组件，11-长加热管，12-短加热管，13-法兰盖，14-接线盒，15-支撑杆，16-支撑板，2-底座，21-螺柱，22-螺母，3-罐体，31-销轴支撑件，32-卡槽，4-上盖组件，41-磁力风机，42-上盖，421-卡接边沿，43-电动推杆I，44-推杆支座，45-电动推杆II，46-上盖支架，47-第一转动轴，48-第二转动轴，49-手轮，5-可拆卸测温元件，51-热电阻，511-电气连接线，52-合页，53-支撑环，54-搭扣，55-安装槽，6-电联器固定结构，61-法兰压板，62-密封圈，63-电联器，7-保温层，8-扣环法兰，81-法兰支撑机构，82-卡接槽，83-第一连接边沿，84-第二连接边沿。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图1至附图5以及具体实施例详细论述本发明。

如图1-5所示，本发明提供一种非接触式电加热六氟化铀供料装置，包括电加热组件1、底座2、罐体3以及盖合在罐体3上的上盖组件4，其中：电加热组件1包括加热管、法兰盖13和接线盒14，加热管均匀设置在产品容器的外周，加热管的下端部分穿过法兰盖13后与接线盒14电连接，加热管与法兰盖13密封连接；可选的，加热管的下端穿过法兰盖13并与其焊接，加热管与法兰盖13融为一体，保证密封性，且接线盒14位于法兰盖13的下方，便于与外界的电源连接；上盖组件4的顶部固定有磁力风机41，磁力风机41的输出轴贯穿上盖组件4后与风扇连接，风扇位于产品容器的上方，通过磁力风机41对罐体3内的热场进行扰流，实现热场的均匀性；为了准确的控温，产品容器的外周沿竖直方向至少设置两个可拆卸测温元件5，可拆卸测温元件5包括与产品容器侧壁紧贴的热电阻51，热电阻51的电气连接线511集成于法兰盖13的下方，避免人员接触，更为安全可靠；罐体3的下表面与法兰盖13的上表面密封连接，底座2支撑罐体3和电加热组件1。

本发明的罐体3的下端开口与法兰盖13密封连接，罐体3的上端开口与上盖组件4密封连接，共同组成了加热空间，利用加热管与产品容器的非接触式的辐射与对流传热，使加热空间的热场均匀，且通过可拆卸测温元件5实现了温度的准确控制。

具体的，如图3所示，可拆卸测温元件5还包括合页52、支撑环53和搭扣54，支撑环53由两个半圆环组成，两个半圆环的一端与合页52连接，另一端通过搭扣54可拆卸连接，支撑环53上设有安装热电阻51的安装槽55。热电阻51紧贴被加热的产品容器，可以准确的测出容器壁温。可拆卸测温元件5与加热管通讯连接，根据壁温调节加热管的功率大小。

具体的，如图2所示，加热管包括长加热管11和短加热管12，且长加热管11和短加热管12分别控制，短加热管12的数量是长加热管11的数量的2倍，其中，一半短加热管使用，另外一半短加热管备用；短加热管12的高度与产品容器内的固态六氟化铀的高度大致相同，长加热管11的高度与产品容器的高度基本相同；对产品容器进行加热时，首先启动短加热管12对固态六氟化铀进行加热，随着温度的升高，六氟化铀的体积发生膨胀，待短加热管加热一定时间后，再启动长加热管11进行加热，同时通过磁力风机41的扰流作用，使加热空间内的温度场均匀稳定；法兰盖13上位于加热管的外侧设有支撑杆15，支撑杆15的上端固定有支撑板16，长加热管11贯穿支撑板16并与支撑板16固定连接，支撑杆15和支撑板16均用于支撑长加热管11，以增加电加热组件1的稳定性。

具体的，如图1、图4所示，法兰盖13上安装有电联器固定结构6，热电阻51的电气连接线511通过电联器固定结构6从法兰盖13的底部引出，电联器固定结构6包括固定在法兰盖13下表面的法兰压板61和设置在法兰压板61和法兰盖13之间的密封圈62，密封圈62密封在电联器63与法兰盖13的连接处。由于电联器63本身需要承受罐体的内压，单独在法兰盖13上设置电联器无法保证密封性；本发明在不改变电联器结构的情况下，通过法兰压板61和密封圈62固定电联器63，保证了加热空间的密封性。

具体的，如图1所示，上盖组件4包括盖合在罐体3上的上盖42，罐体3的顶部的内侧壁上形成卡槽32，卡槽32的上顶面间隔设置有若干个与外界连通的缺口（图中未示出），上盖42的下端部周向向外凸出有若干个卡接边沿421，卡接边沿421与缺口数量和形状均相同；需要盖合时，卡接边沿421通过缺口进入卡槽32内，接着转动上盖42使卡接边沿421卡接在卡槽32内，实现上盖42与罐体3的密封固定；需要打开上盖42时，转动上盖，使卡接边沿421正对缺口位置，然后提升上盖42，罐体3打开。

具体的，卡接边沿421的下表面设置第一斜齿，卡槽32的下底面设置有第二斜齿，第一斜齿和第二斜齿啮合连接，卡接边沿421和罐体3通过矩形密封垫圈密封连接，该矩形密封垫圈的四角倒圆，靠第一斜齿和第二斜齿啮合产生的压紧力压紧矩形密封垫圈，实现上盖42与罐体3的密封。

具体的，如图1所示，罐体3的外表面设有销轴支撑件31，上盖组件4还包括铰接连接在销轴支撑件31上的电动推杆I43，电动推杆I43的推动端与上盖42的外侧壁通过推杆支座44铰接连接。

具体的，罐体3的外侧壁上还铰接连接有电动推杆II45,电动推杆II45的推动端朝上设置，上盖42的顶面上固定连接有上盖支架46，上盖支架46的另一端依次通过第一转动轴47与销轴支撑件31转动连接，通过第二转动轴48与电动推杆II45的推动端铰接连接，电动推杆II45动作驱动上盖42绕第一转动轴47转动。

本发明自动开合盖的原理为：需要开盖时，首先启动电动推杆I43，电动推杆I43推动上盖42转动一定角度，使卡接边沿421转动至缺口位置，之后启动电动推杆II45，电动推杆II45的推动端缩回，使上盖支架46绕第一转动轴47向上转动，带动上盖42打开；当需要合盖时，首先启动电动推杆II45，电动推杆II45的推动端伸长，使上盖支架46绕第二转动轴48向下转动，带动上盖42向下移动使卡接边沿421进入缺口内，之后启动电动推杆I43，电动推杆I43推动上盖42转动一定角度，使卡接边沿421卡接在卡槽32内，完成上盖42的密封盖合。

如图5所示，另一种优选实施方案中，罐体3通过扣环法兰8与上盖42密封连接，罐体3的外表面上设有支撑扣环法兰8的法兰支撑机构81，扣环法兰8的内壁面形成卡接槽82，罐体3的上开口端向外凸出有第一连接边沿83，上盖42的下开口端向外凸出有第二连接边沿84，盖合状态下，第一连接边沿83和第二连接边沿84密封卡接在卡接槽82内；卡接槽82的上顶壁上环向间隔设置有若干个缺口，第二连接边沿84间隔设置在上盖42的下开口上，第二连接边沿84的形状与缺口的形状相匹配，且第二连接边沿84与缺口的数量相同；盖合时，第二连接边沿84通过缺口进入卡接槽82内，接着转动上盖72使第二连接边沿84卡接在卡接槽82内，实现罐体3的密封。

具体的，如图1所示，底座2包括圆柱体和位于圆柱体下端的正方体，其作用有两个，一是将供料装置调平，二是给底座2之间的接线盒留有足够的安装空间；底座2的中间设有上下贯通的螺纹通孔，罐体3的底部与法兰盖13上均设有与螺纹通孔同轴的通孔，螺柱21由上至下穿过通孔后拧紧在螺纹通孔内，法兰盖13的下表面、底座2的上表面以及罐体3底部上各设有一个螺母22。设置三个螺母22以保证底座2的高度可调且在有限的空间内安装不影响供料装置的密封性；每个底座2的下部设置两个对外连接孔，方便容器的固定。

具体的，上盖42的上表面上设置有手轮49。手轮49作为电动推杆失效后的驱动支撑点，确保上盖42在任何状态下均可开关。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，包括电加热组件、底座、罐体以及盖合在所述罐体上的上盖组件，其中：

所述电加热组件包括加热管、法兰盖和接线盒，所述加热管均匀设置在产品容器的外周，所述加热管的下端部分穿过所述法兰盖后与所述接线盒电连接，所述加热管与所述法兰盖密封连接；

所述加热管包括长加热管和短加热管，短加热管的高度与产品容器内的固态六氟化铀的高度相同，长加热管的高度与产品容器的高度相同；

所述上盖组件的顶部固定有磁力风机，所述磁力风机的输出轴贯穿所述上盖组件后与风扇连接，所述风扇位于产品容器的上方；产品容器的外周沿竖直方向至少设置两个可拆卸测温元件，所述可拆卸测温元件包括与产品容器侧壁紧贴的热电阻，所述热电阻的电气连接线集成于法兰盖的下方；

所述罐体的下表面与所述法兰盖的上表面密封连接，所述底座支撑所述罐体和电加热组件。

2.根据权利要求1所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述可拆卸测温元件还包括合页、支撑环和搭扣，所述支撑环由两个半圆环组成，两个所述半圆环的一端与所述合页连接，另一端通过搭扣可拆卸连接，所述支撑环上设有安装所述热电阻的安装槽。

3.根据权利要求2所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述法兰盖上位于所述加热管的外侧设有支撑杆，所述支撑杆的上端固定有支撑板，所述长加热管贯穿所述支撑板并与所述支撑板固定连接。

4.根据权利要求1所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述法兰盖上安装有电联器固定结构，所述热电阻的电气连接线通过所述电联器固定结构从所述法兰盖的底部引出，所述电联器固定结构包括固定在所述法兰盖下表面的法兰压板和设置在所述法兰压板和法兰盖之间的密封圈，所述密封圈密封在电联器与所述法兰盖的连接处。

5.根据权利要求1所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述上盖组件包括盖合在所述罐体上的上盖，所述罐体的顶部的内侧壁上形成卡槽，所述卡槽的上顶面间隔设置有若干个与外界连通的缺口，所述上盖的下端部周向向外凸出有若干个卡接边沿，所述卡接边沿与所述缺口数量和形状均相同；所述上盖盖合状态下，所述卡接边沿卡接在所述卡槽内；所述上盖打开过程中，所述卡接边沿从所述缺口处向上打开。

6.根据权利要求5所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述卡接边沿的下表面设置第一斜齿，所述卡槽的下底面设置有第二斜齿，所述第一斜齿和第二斜齿啮合连接，所述卡接边沿和罐体通过密封垫圈密封连接。

7.根据权利要求5所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述罐体的外表面设有销轴支撑件，所述上盖组件还包括铰接连接在所述销轴支撑件上的电动推杆I，所述电动推杆I的推动端与所述上盖的外侧壁通过推杆支座铰接连接。

8.根据权利要求7所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述罐体的外侧壁上还铰接连接有电动推杆II,所述电动推杆II的推动端朝上设置，所述上盖的顶面上固定连接有上盖支架，所述上盖支架的另一端依次通过第一转动轴与所述销轴支撑件转动连接，通过第二转动轴与所述电动推杆II的推动端铰接连接，所述电动推杆II动作驱动所述上盖绕所述第一转动轴转动。

9.根据权利要求1所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述底座上设有上下贯通的螺纹通孔，所述罐体的底部与所述法兰盖上均设有与所述螺纹通孔同轴的通孔，螺柱由上至下穿过通孔后拧紧在所述螺纹通孔内，所述法兰盖的下表面、底座的上表面以及罐体底部上各设有一个螺母。

10.根据权利要求5所述的非接触式电加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述上盖的上表面上设置有手轮。

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