DE1986024U - Kristallisator fuer kontinuierlichen betrieb. - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft einen Kristallisator für kontinuierlichen Betrieb, der insbesondere zur Behandlung sublimierbarer, korrodierender, giftiger oder radioaktiver Produkte geeignet ist, wie MoF[tief]6, UF[tief]6, PuF[tief]6, die keinesfalls aus der Behandlungsapparatur entweichen dürfen.

Es sind bereits zahlreiche Apparaturen zur Reinigung von Uraniumhexafluorid durch Kristallisation bekannt. UF[tief]6 kristallisiert bei etwa 56° C unter Atmosphärendruck und schmilzt bei etwa 70° C unter einem Druck von 1,8 bar. In diesen Apparaturen arbeitet man im allgemeinen diskontinuierlich, indem man das behandelte Produkt wieder aufschmilzt. Für einen kontinuierlichen Betrieb muß man zwei parallel zu betreibende Apparaturen zur Verfügung haben. Da in "heißen" Laboratorien der Raum begrenzt ist, genügen derartige Apparaturen offensichtlich nicht völlig den praktischen Bedürfnissen.

Die Neuerung bezweckt insbesondere die Behebung der den bekannten Apparaturen anhaftenden Nachteile.

Gegenstand der Neuerung ist ein Kristallisator für kontinuierlichen Betrieb, der sich auszeichnet durch ein als Hohlzylinder mit kühlbarer Seitenwand ausgebildetes Gehäuse, Vorrichtungen zur Verbindung des Innenvolumens des Gehäuses mit einem Kreis, in dem das durch Kristallisation zu behandelnde Medium strömt, ein drehbares Abstreifwerkzeug, das innen im zylindrischen Gehäuse gleichachsig zu diesem angeordnet ist und mindestens einen Flügel besitzt, dessen Kante sich in der Nähe der Seitenwand des Gehäuses verschiebt, Antriebsvorrichtungen, die das Abstreifwerkzeug in Drehung versetzen, einen Sammelbehälter für die im behandelten Medium längs der Seitenwand des Gehäuses gebildeten und von dieser durch das Abstreifwerkzeug abgekratzten Kristalle sowie durch Vorrichtungen, um mindestens einen Teil des Abstreifwerkzeugs auf eine über der Kristallisationstemperatur des behandelten Mediums liegenden Temperatur zu bringen und dabei zu halten.

Gemäß einem Merkmal der Neuerung bestehen die Vorrichtungen zur Verbindung des Kristallisatorgehäuses mit dem Kreis des zu behandelnden Mediums aus zwei Rohrstutzen, einem Einlaß- und einem Auslassstutzen, die jeweils in der Nähe des einen und anderen Endes des Gehäuses mit diesem dicht verbunden sind.

Zum Drehen des angetriebenen Teils kann der Antriebsteil eine drehbare Hülse besitzen, welche mindestens über einen Teil einer Glocke, in der das Ende der Welle des Abstreiferwerkzeugs gelagert ist, gestülpt ist, diese frei drehbar umgibt und eine Mehrzahl von Magneten trägt, die gegenüber dem Läufer des angetriebenen Teils angeordnet sind.

Zum Antrieb ist die Hülse mit einem Schwungrad verbunden, das über einen Treibriemen mit einem Antrieb, beispielsweise einer von der Welle eines Elektromotors getragenen Riemenscheibe, verbunden werden kann.

Um die Seitenwand des Gehäuses des Kristallisators zu kühlen, an deren Innenfläche sich die Kristalle abscheiden sollen, ist vorzugsweise an der Außenseite des Gehäuses eine Ringkammer mit Anschlüssen für einen Kühlmittelkreislauf vorgesehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Neuerung besteht die Heizvorrichtung des Abstreifwerkzeugs aus einer zum zylindrischen Gehäuse gleichachsigen und außerhalb desselben angeordneten Induktionsspule. Mittels dieser Spule kann man im Abstreifwerkzeug einen Heizstrom gewünschter Stärke induzieren.

Ein Ausführungsbeispiel eines Kristallisators gemäß der Neuerung wird im Folgenden nur als Beispiel mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A den Oberteil des Kristallisators im Schnitt längs einer senkrechten Ebene und Fig. 1B den Unterteil des Kristallisators im gleichen Schnitt.

Der in Fig. 1A und 1B gezeigte Kristallisator besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 von im allgemeinen zylindrischen Form mit je einem Einlaß- und Auslassstutzen 2, die mit einem (nicht gezeigten) Kreislauf des zu behandelnden Mediums verbunden sind, einem Abstreifwerkzeug 3, einer außerhalb des Gehäuses 1 gleichachsig zu diesem angebrachten und mit zwei Stutzen 5 zum Anschluß an einen Kühlmittelkreislauf (z.B. Wasser) versehenen Ringkammer 4.

Das Abstreifwerkzeug 3 besitzt eine Hohlnabe 6, mit der ein über ihre Länge reichender Schraubenflügel 7 fest verbunden ist. Die Abmessungen des Flügels 7 sind so, dass seine Außenkante 8 sich in der unmittelbaren Nähe der Innenfläche der Seitenwand des Gehäuses 1 bewegt, auf der sich die Kristalle des zu behandelnden Produkts bilden. Der Antrieb des Abstreifwerkzeugs 3 erfolgt durch die Drehung eines Läufers 9 aus magnetisierbarem Material, der mit der Nabe 6 des Abstreifwerkzeugs 3 mechanisch verbunden ist. Der Läufer wird durch die Drehung einer Hülse 10 in Drehung versetzt, die eine Mehrzahl von Magneten 11 trägt und ihrerseits durch ein Schwungrad 12, das durch einen Riemen 13 mit einer (nicht gezeigten) Zapfwelle verbunden ist, angetrieben wird. Die von der Wand des Gehäuses 1 umgrenzte Kammer wird abgeschlossen durch eine Glocke 14 aus unmagnetischem Material, die mittels in Höhe der Flansche 16 (mit dem Gehäuse 1 fest verbunden) und 17 (mit der Glocke 14 fest verbunden) vorgesehene Schneiden-Dichtungen dicht verbunden ist.

Die Glocke 14 hält den Läufer 9 mittels Kugellagern 18 und 19 und die Hülse 10 mittels Kugellagern 20 und 21.

Das Abstreifwerkzeug 3 ist an einem seiner Enden mit dem Läufer 9 verbunden und von diesem gehalten und ruht mit seinem anderen, zapfenförmig ausgebildeten Ende 22 in einer von drei mit dem Gehäuse 1 fest verbundenen Rippen 24 getragenen Lagerpfanne 23.

Der Unterteil 25 des Gehäuses 1 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und dient als Sammler für das an der Innenseite des Gehäuses auskristallisierende Produkt, das durch die Drehung des Abstreifwerkzeugs 3 abgekratzt wird. Um zu verhindern, dass das zu behandelnde Produkt an dem Abstreifwerkzeug auskristallisiert, wird letzteres durch Induktion mittels einer koaxialen Spule 26, die außerhalb des Gehäuses 1 und der das Gehäuse umgebenden Ringkammer 4 angeordnet ist, erhitzt.

Selbstverständlich bestehen die im Inneren des Gehäuses 1 und der Glocke 14 gelegenen Teile des Kristallisators aus gegenüber den behandelten Medien beständigen Materialien. Das Kristallisatorgehäuse kann insbesondere aus der unter der Bezeichnung "Monel"® im Handel befindlichen Nickel-Kupfer-Legierung bestehen. Die Nabe des Abstreifwerkzeugs 3 kann aus mit einer korrosionsfesten amagnetischen Schicht umkleidetem Stahl bestehen. Die verwendeten Kugellager sind vorzugsweise trocken (ohne Schmierung) laufende Kugellager.

Beispielsweise kann das Abstreifwerkzeug mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden, und die obere Grenze der Betriebstemperatur des Kristallisators (die durch das Verhalten der Magneten festgelegt ist) liegt in der Größenordnung von 300 bis 400° C.

Claims (8)

1.) Kristallisator für kontinuierlichen Betrieb, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Gehäuse (1) mit gekühlter Seitenwand, Vorrichtungen (2) zur Verbindung des Innenraums des Gehäuses mit einem Kreis, in dem ein durch Kristallisation zu behandelndes Medium strömt, ein innerhalb des zylindrischen Gehäuses gleichachsig dazu angeordnetes Abstreifwerkzeug (3) mit mindestens einem Flügel (7), dessen Kante (8) sich in der Nähe der Seitenwand des zylindrischen Gehäuses bewegt, Antriebsvorrichtungen, um das Abstreifwerkzeug in Drehung zu versetzen, einen Sammler zur Aufnahme der aus dem behandelten Medium längs der Seitenwand ausgeschiedenen Kristalle, die von dort durch das Abstreifwerkzeug abgekratzt werden und auf den Boden des zylindrischen Gehäuses fallen, und Vorrichtungen, um wenigstens einen Teil des Abstreifwerkzeugs auf eine über der Kristallisationstemperatur des behandelten Mediums liegende Temperatur zu bringen und dabei zu halten.

2.) Kristallisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Verbindung des Gehäuses mit einem Kreis, in dem das zu kristallisierende Medium strömt, aus einem Eingangsstutzen (2) und einem Ausgangsstutzen (2) bestehen, die mit dem zylindrischen Gehäuse in der Nähe seiner entgegengesetzten Enden dicht verbunden sind.

3.) Kristallisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifwerkzeug aus einer zylindrischen Nabe (6) und einem sich längs derselben erstreckenden und mit ihr fest verbundenen Schraubflügel (7) besteht.

4.) Kristallisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtungen des Abstreifwerkzeugs eine magnetische Bewegungsübertragungseinrichtung (9, 10, 11, 12) aufweisen, deren angetriebener Teil (9) mit der Nabe des Abstreifwerkzeugs drehfest verbunden und in einer Glocke (14) angeordnet ist, die in der Verlängerung des zylindrischen Gehäuses liegt und mit diesem dicht verbunden ist, und deren treibender Teil (10, 11, 12) außerhalb der Glocke angeordnet ist.

5.) Kristallisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der angetriebene Teil der Bewegungsübertragungseinrichtung einen Läufer (9) aus magnetisierbarem Material aufweist, der gleichachsig zur Nabe (6) des Abstreifwerkzeugs und in deren Verlängerung angeordnet und mit ihr fest verbunden ist.

6.) Kristallisator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der treibende Teil der Bewegungsübertragungsvorrichtung eine drehbare Hülse (10) aufweist, die über die Glocke (14) gestülpt ist und sie mindestens teilweise umgibt und eine Mehrzahl von gegenüber dem Läufer (9) des angetriebenen Teils der Vorrichtung angeordneten Magneten (11) trägt.

7.) Kristallisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen außerhalb der Seitenwand des zylindrischen Gehäuses gleichachsig dazu vorgesehenen zylindrischen Mantel, der mit der Seitenwand über mindestens einen Teil ihrer Länge eine an einen Kühlmittelskreislauf anschließbare Ringkammer bildet.

8.) Kristallisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen, die das Abstreifwerkzeug (3) auf eine gewünschte Temperatur bringen und dort halten, eine außerhalb des zylindrischen Gehäuses (1) und gleichachsig dazu angeordnete Induktionsspule (26) aufweisen, durch die im Abstreifwerkzeug ein Heizstrom induziert werden kann.