DE1473778A1

DE1473778A1 - Device for separating balls from a ball packing and for sorting out the balls at the same time

Info

Publication number: DE1473778A1
Application number: DE19651473778
Authority: DE
Inventors: V D Decken Dr Klaus Benedikt; R Faber; Bernhard Huendorf-Richter
Original assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Current assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Priority date: 1965-12-02
Filing date: 1965-12-02
Publication date: 1969-07-17
Also published as: DE1473778B2

Description

VORRICHTUNG ZUR VEREINZELUNG VON KUGELN AUS EINER KUGELSCHÜTTUNG UND ZUM GLEICHZEITIGEN AUSSORTIEREN DER KUGELN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Vereinzelung von Kugeln aus einer Kugelechüttung und zum gleichzeitigen Aussortieren der Kugeln mit beschädigter Oberfläche bzw. mit verändertem Durchmesser aus der Schüttung, vorzugsweise aus der Kugelschüttung eines Kernreaktors. Es sind bisher Vorrichtungen bekannt, die entweder nur die Vereinzelung von kugelförmigen Elementen vornehmen oder nur beschädigte und unbeschädigte Kugeln voneinander trennen. So gehört es zum Stand der Technik, mit Hilfe eines ro- tierenden Tellers und einer fest angeordneten Scheibe dis aus einem Reaktor- kern abströmenden kugelförmigen Brennstoffelemente zu vereinzeln. DEVICE FOR SEPARATING FROM spheres from a pebble bed, and simultaneously sorting out the BALLS The present invention relates to an apparatus for separating balls from a Kugelechüttung and simultaneously sorting the balls with a damaged surface or with a changed diameter from the bed, preferably from the Pebble bed of a nuclear reactor. So far, devices are known which either only perform the separation of spherical elements or only separate damaged and undamaged balls from one another. It is part of the state of the art to separate spherical fuel elements flowing out of a reactor core with the aid of a rotating plate and a fixed disk.

(Gba 1914 085 und PS 742 043) Weiterhin ist es bekannt, die aus einem Kugel- abzugsrohr austretenden Kugeln in den Raum zwischen zwei parallel angeordneten und zur Waagerechten geneigten drehbaren Walzen zu führen und die unbeschädigtun Kugeln aus den Kugelbruchstücken harauszusortieren (Gba 1 924 620). Darüber hinaus sind Ausführungen bekannt (USA PS 1 335 522 und Eckerkunstt »Automatisierung in der Längenmeßtechnik", 1964, S. 80/81, Abschnitt 4. 1. 1. 9', bei denen ein keilförmiger Maßspalt von zwei parallel angeordneten Walzen ge- bildet wird, und eine auf einer der Walzen angebrachte und sich um diese drehende Schnecke, die den Vorschub der rollen- oder kugelförmigen Prüfkür- per bewirkt. Diese Vorrichtungen arbeiten lediglich als Sortiervorrichtungen, wobei die Prüfkörper je nach Durchmesser voneinander getrennt werden. (Gba 1914 085 and PS 742 043) It is also known to guide the balls emerging from a ball discharge tube into the space between two rotatable rollers arranged in parallel and inclined to the horizontal and to sort out the undamaged balls from the ball fragments (Gba 1 924 620 ). In addition, designs are known (USA PS 1 335 522 and Eckerkunstt "Automation in Length Measurement Technology", 1964, p. 80/81, Section 4.1.1.9 ', in which a wedge-shaped gap between two parallel rollers is and a screw attached to one of the rollers and rotating around it, which feeds the roller-shaped or spherical test specimens.These devices only work as sorting devices, whereby the test specimens are separated from one another depending on their diameter.

Die Prüfkörper rollen so lange zwischen den beiden Walzen entlang, bis die Breite des keilförmigen Maßspaltes mit dem @a.8 der Prüfkörper übereinstimmt. Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung wird ein keilförmiger #sßspalt " von zwei Schienen, deren Abstand sich stetig vergrößert, gebildet. Für den Transport der Prüfkörper dient hierbei ebenfalls eine sich drehende Schnecke, dis unter den Schienen angeordnet ist. Die Ausaortierung erfolgt auch hierbei' nur nach der Größe der Prüfkörper ( USA-PS 1 166 537) In der Praxis ist es jedoch fast immer erforderlich, beide Naßnahmen - so- wohl die Vereinzelung der Kugeln als auch das Heraussortivren der unbeschädig- ten Kugeln aus einer Schüttung - gleichzeitig bzs. direkt zeitlich nacheinander vorzunehmen. Eine Hintereinenderanordnung von bekannten Vorrichtungen zum Vereinzeln und zum Aussortieren von Kugeln würde jedoch einen großen Be- . darf an Raum mit sich bringen, der in vielen Fällen -vor allen beim Kernreektorbau - nicht zur Verfügung steht. Ferner müßten mehrere drehende Teile in die Anlage eingebaut werden, was sich ungünstig auf die Detrisbesicherheit auswirkt. The test specimens roll along between the two rollers until the width of the wedge-shaped measuring gap corresponds to the @ a.8 of the test specimen. In another known apparatus, a wedge-shaped # is sßspalt "of two rails whose spacing increases continuously formed. For the transport of the specimens in this case also, a rotating screw, dis is arranged under the rails is used. The Ausaortierung also takes place in this case 'only according to the size of the test specimen ( USA-PS 1 166 537) In practice, however, it is almost always necessary to carry out both measures - both the separation of the balls and the removal of the undamaged balls from a bed - at the same time or directly perform consecutively a background an Santander arrangement of known devices for separating and sorting out of bullets, however, would make a great loading may bring to room with him, which in many cases -.. before all the Kernreektorbau -. not available Further would more rotating parts be built into the system, which has a negative effect on the security of the detrisbe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung irt es daher, eine Vorrichtung anzugeben, die gleichzeitig die aus einer Kugelschüttung tretenden Kugeln vereinzelt und - das Aussortieren von beschädigten Kugeln mit einem hohen Grad an Genauigkeit vordfunt, und die-bei besonders kurzer Bauweise über eine sehr hohe Betriebs- ' sichsrheit verfügt'-# Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Ab- schluß eines aus der Schüttung führenden', gebogenen Kugelabzugsrohres in an *ich bekannter Weise ein zur Waagerechten geneigter, rotierender Teller mit einer en seinem Rand befindlichen Bohrung vorgesehen ist, die einen etwas /größeren Durchmesser als eine der Kugeln aufweist, daß mit dem Teller eine) aua mehreren Gängen bestehende Wandel starr verbunden ist, deren Innenraum durch die Bohrung mit dem Kugelabzugsrohr in Verbindung.steht, dhß die Gänge der Wandel vorzugsweise einen dreieckigen Querschnitt besitzen, wobei dis Spitze des Dreiecks ins Innere der Wandel zeigt, daß der Abstand der Gänge voneinander derart benennen ist, daß unbeschädigte Kugeln nicht aus ihnen herausfallen können, und daß in jeden Wendelgang mindestens ein mit diesen umlaufendes Umlenkstüok vorgesehen ist. The object of the present invention is therefore to provide a device which simultaneously separates the balls emerging from a bed of balls and - predfunt the sorting out of damaged balls with a high degree of accuracy , and which - with a particularly short design over a very high operating level - sichsrheit has' - # The problem posed is achieved according to the invention in that a rotating plate inclined to the horizontal with a bore located at its edge is provided as a closure of a curved ball discharge pipe leading out of the bed is, which has a slightly / diameter greater than that one of the balls, that with the plate a) aua several courses existing change is rigidly connected to the inner space through the bore with the pebble discharge tube in Verbindung.steht, DHSS the transitions of the convertible preferably a triangular Have cross-section, with the tip of the triangle in the interior of the change shows that the Ab where the corridors stand from each other must be named in such a way that undamaged balls cannot fall out of them, and that at least one deflecting piece is provided in each spiral corridor.

Die in den Kugelabzugsrohr anstehenden Kugeln werden einzeln durch das in den rotierenden Teller vorhandene Loch abgezogen, treten in das Innere der Wandel ein und geraten in den ersten Wandelgang. Durch die Drehung der mit den Teller starr verbundensn.lendel durchlaufen sie die weiteren Gänge, wobei ihre Oberflächen an allen Stellen abgetastet worden. Aber nur Kugeln mit un- beschädigter Oberfläche gelangen an das Ende der Wandel und treten hier aus dieser aus. Beschädigte Kugeln jedoch, die das zulässige Naß an irgendeiner Stelle der Oberfläche um einen bestimmten Betrag unterschreiten -bei Brenn- stoffkugeln von 6 cm Durchmesser etwa um 0,5 an - worden auf ihrer Wanderung durch die Wandel mit Sicherheit ausgeschieden. The balls in the ball extraction pipe are withdrawn individually through the hole in the rotating plate, enter the interior of the walkway and get into the first walkway. By turning the slender pieces that are rigidly connected to the plate, they pass through the other aisles, with their surfaces being scanned at all points . But only spheres with an undamaged surface reach the end of the change and emerge from it here. Damaged spheres, however, which fall below the permissible wetness at any point on the surface by a certain amount - for fuel spheres with a diameter of 6 cm by around 0.5 - were with certainty excreted on their migration through the change.

Da infolge der starren Verbindung von Vereinzelner-Toller und Wandel nur ein drehendes Teil vorhanden ist, verfügt die Vorrichtung Ober eine hohe Be- triebssicherheit, wie bereite in der Praxis erprobt wurde. Dabei zeigte sich auch, daß der Abrieb der Kugeln durch den Vereinzelner-Toller nur sehr gering ist. Die Baulänge der gesamten Vorrichtung ist außerordentlich kurz; dis Test- strecke, die die Kugeln zu durchlaufen haben, besitzt jedoch etwa die acht- fache Länge. Es ist daher ausgeschlossen, daß beschädigte Kugeln nicht ausge- schieden worden. Since there is only one rotating part due to the rigid connection between the separator-Toller and the change , the device has a high level of operational reliability, as has already been tested in practice. Here, also, showed that the abrasion of the balls is very low by the singulator Toller. The overall length of the entire device is extremely short; However, the test route that the balls have to traverse is about eight times the length. It is therefore impossible that damaged balls will not be eliminated .

Sämtliche Bauteile sind mit einer zentralen Achse verbunden und werden von diqser angetrieben. Eine besonders Lagerung für die Wandel entfällt daher. Zwischen dem einen Ende der Wendel und der zentralen Achse ist eine lösbare konische Verbindung vorgesehen. All components are connected to a central axis and are driven by diqser. A special storage for the change is therefore not necessary. A releasable conical connection is provided between one end of the helix and the central axis.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung erfolgt der Antriab von Teller und Wendel durch eine starre Steckachse, die ohne besondere Vorbe- reitungen am Vereinzelner-Teller oder an der Wendel unabhängig von diesen ausgebaut werden kann. Die in dem Kugelabzugsrohr anstehenden Kugeln werden dabei von dem Teller zurückgehalten. Wird die Vorrichtung in einer Kernreaktor- beschickungsanlage verwendet, so kann die Lagerung der Steckachse außerhalb der kritischen Zone vorgenommen und dadurch einer Wartung zugänglich gemacht werden. According to an advantageous further development of the invention, the plate and helix are driven by a rigid plug-in axle that can be removed independently of the separator plate or the helix without any special preparation. The balls in the ball take-off tube are held back by the plate. If the device is used in a nuclear reactor charging system, the plug-in axle can be stored outside the critical zone and thus made accessible for maintenance .

Zweckmäßig ist am äußeren Durchmesser jedes Wandelganges mindestens ein fingerartig ausgebildetes Formstück fest angebracht, und außerhalb der Wendel im Bereich jedes Formstückes befindet sich ein mit diesem zusammenwirkendes, ortsfest angeordnetes Gegenstück. Expediently, at least one finger-like shaped piece is fixedly attached to the outer diameter of each walkway , and outside the helix in the area of each shaped piece there is a stationary counterpart that interacts with it.

Die Verwendung derartiger Form- und Gegenstücke hat den Zweck, Verklemmungen und Verstopfungen innerhalb der Wendel zu beheben. Das Zusammenwirken der Form- und Gegenstücke hat zur Folge, daß festgeklemmte Kugeln oder Kugel- bruchstücke wieder in das Innen der Wendel gedrückt worden. Weiterhin wird durch das Anbringen der Formstücke sowie der Umlenkstücke an den Wendelgängen eine ausreichende Versteifung der an sich elastischen Wandel erzielt. Vorteilhaft ist unterhalb der Wendel ein trogartiger Behälter vorgesehen, der zwei getrennte Kammern umfaßt, von denen die eine zur Schrottaufnahme und die andere zur Aufnahme der unbeschädigten Kugeln bestimmt ist. The purpose of using such shaped parts and counterparts is to remove jams and blockages within the helix. The interaction of the shaped and counterparts has the consequence that clamped balls or ball fragments are pushed back into the inside of the helix . Furthermore , by attaching the shaped pieces and the deflecting pieces to the helical paths, sufficient stiffening of the intrinsically elastic change is achieved. Advantageously, a trough-like container is provided below the helix which comprises two separate chambers, one of which is intended to receive scrap and the other to receive the undamaged balls.

Inder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigens Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, wobei der untere Teil der Wendel versetzt gezeichnet ist, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. In der Fig. 1 ist ein gebogenes Kugelabzugerohr 1 zu erkennen, das aus einer nicht dargestellten Kugelschüttung führt. As unteren Ende dieses Rohres be- findet sich ein zur Waagerechten geneigter Teller 2, der in eines an des Rohr 1 angesetzten Flansch 3 rotiert. Der Teller 2 seist eine Bohrung 4 auf, die einen etwas größeren Durchmesser als die Kugeln 5 besitzt. Der Antrieb des Tellers 2 erfolgt mittels einer-zentralen Achse 6, die als Steckachse ausgebildet ist und unabhängig von dem Teller 2 ausgebaut werden kann. In the drawing, an embodiment of the device according to the invention is shown schematically, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through the device, the lower part of the helix being drawn offset, and Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1. In Fig. 1, a curved ball discharge pipe 1 can be seen, which leads from a ball bed, not shown . At the lower end of this tube there is a plate 2 inclined to the horizontal, which rotates in a flange 3 attached to the tube 1. The plate 2 has a bore 4 which has a slightly larger diameter than the balls 5. The drive of the plate 2 takes place by means of a central axis 6, which is designed as a plug-in axis and can be removed independently of the plate 2.

Eine aus mehreren Gängen 7 bestehende Wandel 8 ist starr mit dem Toller 2 verbunden, d.h. sie nimmt an seiner Rotation teil. An ihrem unteren Ende weist die Wendel 8 eine lösbare, konische Verbindung 9 mit der Steckachse 6 auf. Die Gänge 7 zeigen einen dreieckigen Querschnitt, wobei die Spitze des Dreiecks ins Innere der Wendel gerichtet ist. Unterhalb der Wendel 8 ist ein großer, trogenartiger Behälter 10 angebracht, der zwei getrennte Kammern 11 bzs. 12 zur Aufnahme von unbeschädigten Kugeln bzs. Kugelbruchstücken aufweist. Durch zwei Rohrd 13 bzs. 14 worden die Kugeln bzs, die Bruchstücke weiterbefördert. Die gesamte Vorrichtung ruht auf einem Gestell 15, das mit einem Arm 16 über die Wendel hinsegragt. An diesem Arm 16 ist ein Träger 17 befestigt, der eine Anzahl von Gegenstücken 18 aufweist. Diese wirken mit Foraetücken 19 zusammen (s. Fig. 2), die an mehreren Stellen außen an den Wandelgängen 7 angebracht sind und mit der Wandel umlaufen. Dabei gleiten sie durch die entsprechend ausgebildeten Gegenstücke 18. Innerhalb der Wendel- gänge 7 befindet sich eine Anzahl von Ualenketücken 20, die derartig ge- formt sind, dsß eine über sie hinweggleitende Kugel sich um einen gewissen Grad dreht, d.h. mit einem anderen Teil der Oberfläche auf dem Wendelgang aufliegt. Der Abstand der Gänge 7 voneinander ist so gewählt, daß eine unbe- schädigte Kugel 5 nicht zwischen ihnen hindurchfallen kann. Durch die An- ordnung der Formstücke 19 außen an den Gängen und der Unlenkstücke 20 innerhalb der Gänge erhält die an sich elastische Wandel genügend Festig- keit. A gangway 8 consisting of several aisles 7 is rigidly connected to the toller 2 , ie it takes part in its rotation. At its lower end , the helix 8 has a releasable, conical connection 9 with the plug-in axle 6 . The threads 7 show a triangular cross-section, the tip of the triangle being directed into the interior of the helix. Below the coil 8, a large, trough-like container 10 is attached, the two separate chambers 11 bzs. 12 for receiving undamaged balls or balls. Has ball fragments . Through two Rohrd 13 ors. 14 the balls bzs, the fragments were transported on. The entire device rests on a frame 15 which protrudes with an arm 16 over the helix. A carrier 17 , which has a number of counterparts 18, is fastened to this arm 16. These work together with foraetücke 19 (see Fig. 2), which are attached to the outside of the walkways 7 in several places and circulate with the walkway. In doing so, they slide through the correspondingly designed counterparts 18. Inside the helical passages 7 there is a number of Ualenketücke 20, which are shaped in such a way that a ball sliding over them rotates by a certain degree, ie with a different part of the Surface rests on the spiral path. The distance between the corridors 7 is selected so that an undamaged ball 5 cannot fall through between them . By arranging the shaped pieces 19 on the outside of the aisles and the deflection pieces 20 within the aisles, the intrinsically elastic change receives sufficient strength.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgtt Die in dem Kugelabzugsrohr 1 anstehenden Kugeln 5 treten einzeln durch die Bohrung 4 in dem wereinzelner-Teller 2 in das Innere dei Wandel 8 ein. Da je- weils nur die Randkugeln abfließen, dis für eine eventuelle Brückenbildung verantwortlich sind, kann keine Stockung beim Abfluß der Kugeln eintreten. Infolge der Rotation der Wandel wandern die Kugeln 5 zwischen Gängen 7 hin- durch, bis sie an deren Ende in die Kammer 11 fallen. Von dort werden sie durch ein Rohr 13 abgezogen. Sie zum Ende der Wendel 8 und damit in die Kammer 11 gelangen aber nur solche Kugeln, deren Durchmesser gänzlich un- beschädigt ist. Alle übrigen Kugeln-worden vorher auf ihrem Weg durch die Wendel 8 ausgeschieden, d.h. sie fallen zwischen den Gängen 7 hindurch und in die Kammer 12, von wo sie durch ein Rohr 14 weiterbefördert worden. Durch die Ualenkatücke 20 werden die Kugeln ständig um kleine Beträge ge- dreht, so daß nacheinander sämtliche Teile ihrer Oberfläche mit den Wandel- gängen 7 in Berührung kosen und abgetastet worden. Kugeln, deren Durch- messer an beliebigen Stellen um 0,5 na kleiner ist als der Abstand der Wendel- gänge, werden durch die beträchtliche Länge der Teststecke mit Sicherheit aus- geschieden. Klemmen sich Kugeln in den Wandelgängen fest, so werden sie durch das Zusammenwirken der Fornwtücka 19 und der Gegenstücke 18 wieder ins Innere der Wendel 7 zurückbefördert. Die in den Gängen 7 festgeklemten und daher mit der Wendel 8 umlaufenden Kugeln werden durch die Gegenstücke 18 aus den Gängen herausgedrückt, und sich eventuell an den Gegenstücken festsetzende Bruchstücke werden durch die Formstücke 19 von diesen atigeatreift. The device according to the invention works as follows: The balls 5 present in the ball discharge tube 1 enter the interior of the wall 8 individually through the bore 4 in the individual plate 2. Since in each case only the peripheral balls flow away, which are responsible for a possible bridge formation , no blockage can occur in the discharge of the balls. As a result of the rotation of the change, the balls 5 move between aisles 7 until they fall into the chamber 11 at the end. From there they are drawn off through a pipe 13 . However, you only get to the end of the helix 8 and thus into the chamber 11 those balls whose diameter is completely undamaged. All of the remaining balls have been eliminated beforehand on their way through the helix 8, that is to say they fall through the aisles 7 and into the chamber 12, from where they are conveyed onward through a pipe 14. By Ualenkatücke the balls 20 are continuously turned through by small amounts so that all the parts of its surface sequentially passes with the convertible 7-viscosity in contact with and been scanned. Balls, the diameter of which is 0.5 na smaller at any point than the distance between the helical threads, will be eliminated with certainty due to the considerable length of the test section . If balls get stuck in the walkways , they are transported back into the interior of the helix 7 by the interaction of the Fornwtücka 19 and the counterparts 18. The balls clamped in the aisles 7 and therefore rotating with the helix 8 are pressed out of the aisles by the counterparts 18, and fragments that may stick to the counterparts are atigeat caught by the shaped pieces 19.

Claims

New claims: 1) Device for the separation of balls from a bed of balls and for the simultaneous sorting out of the balls with a damaged surface bze. with a changed diameter from the bed, preferably from the pebble bed nuclear reactor, dadurchge -k ANNZ chnet 9'1 that as the end of a leading from the bed, bent Kugelebzugsrohres (1) in a known manner, an inclined to the horizontal rotating plate ( 2) with a bore (4) located at se: new edge is provided, which has a somewhat green , serum diameter than one of the balls (5), that with the plate (4) a spiral consisting of several threads (7) (8) is rigidly connected , the interior of which is connected to the ball take-off tube (1) through the bore (4), so that the turns of the helix (8) preferably have a triangular cross-section , the tip of the triangle into the interior of the helix (8 ) shows that the distance between the threads (7) is such that undamaged balls cannot fall out of them , and that at least one deflection piece (20) rotating with them is provided in each spiral thread (7). that outside the helix, in the area of each shaped piece, a stationary counterpart (18) cooperating with this is provided. 4) Device according to claim 1, d adurchg e flag ai ch -ns t that two separate containers (11, 12) for receiving scrap and undamaged balls are provided below the helix (8).