DE2155538B2 - Gasdichter Verschluß für zwei aneinander ankoppelbare öffnungen zweier Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gasdichten Verschluß für zwei aneinander a.nkoppelbare Öffnungen zweier Behälter zur Aufnahme von radioaktiven oder toxischen Stoffen, die über ihre Stirnflächen unter Zwischenschaltung einer Dichtung aneinander anpreßbar sind und die durch Evakuierung eines Zwischenraumes zusammenkuppelbare Verschlußdeckel aufweisen, wobei ein Teil des Verschlußdeckels des zweiten Behälters als federelastische Membrane ausgebildet ist

Behälter, wie z.B. Handschuhboxen oder heiße Zellen, in denen radioaktive oder giftige Stoffe gehandhabt werden, sollen so be- bzw. entladen werden können, daß dadurch das Bedienungspersonal und die Umgebung nicht gefährdet werden.

Hierzu werden normalerweise geschlossene, meist transportable Gefäße, die z.B. radioaktive Proben enthalten, zunächst mit ihrer öffnung gasdicht an eine entsprechende öffnung der Handschuhbox angeschlossen. Sodann werden die Verschlußdeckel des Gefäßes und der Box aneinander gekoppelt und gemeinsam abgehoben, damit der Inhalt aus dem Gefäß entnommen werden kann. Das Entkoppeln der Box von dem Gefäß wird entsprechend in umgekehrter Reihenfolge vollzogen. Während dieses Vorganges sollen alle Flächen, die mit der Außenatmosphäre in Berührung kommen können — also auch die Außenfläche der Versehlußdekkel — möglichst frei von radioaktiver Kontamination bleiben. Dieses Prinzip wird als Doppeldeckel-Prinzip bezeichnet (siehe z. B. DE-PS 19 32 956).

Derartige bekannte Doppeldeckelsysteme, bei denen der Verschlußdeckel eines der Behälter selbst als Napf ausgebildet sein kann (DE-OS 19 50125), benötigen komplizierte, z.T. mechanische Koppelvorrichtungen, die dem Verschleiß unterliegende Teile aufweisen.

Auch wird bei diesen Systemen von allen Teilen ein hohes Maß an Fertigungsgenauigkeit gefordert

Die der Erfindung gestellte Aufgabe sieht deshalb vor, einen Verschluß der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er aus einfachen und leicht herzustellenden Teilen besteht und auch mühelos z. B. fernbedient zu betätigen ist, ohne daß jedoch die Sicherheit dadurch beeinträchtigt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem eingangs genannten Verschluß erfindungsginräß darin, daß der Verschlußdeckel des zweiten Behälters in an sich bekannter Weise ein Napf ist daß der Boden des Napfes von der verformbaren Membran gebildet ist dessen Mantelfläche zumindest teilweise dicht an die Innenwandung des zweiten Behälters anpreßbar ist, wobei die Stirnseite des Napfes einen zum Gefäßinneren ragenden Rand aufweist, der als Dichtung an die Oberfläche des Verschlußdeckels des ersten Behälters anlegbar ist

Vorieilhafierwei.se kann an der in den Innenraum des zweiten Behälters ragenden Stirnfläche eine umlaufende, nach außen weisende wulstartige Sicke angeordnet sein, die in eine in die Innenwandung des zweiten B:hälters eingelassene, umlaufende Nut einpreßbar ist. Der gesamte Napf kann vorzugsweise aus einem federelastischen Material, z. B. Gummi, hergestellt sein. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der gesamte Zwischenraum zwischen den beiden anzukoppelnden Verschlußdeckeln evakuiert werden. Eine Weiterführung der Erfindung kann vorsehen, daß in oder an dem Boden des Napfes eine Platte einvulkanisierbar oder befestigbar ist, mit der der Einstellwinkel der bei entlüftetem Zwischenraum vom Boden gebildeten Wölbung einstellbar ist Weiterhin kann auf die Stirnfläche des zweiten Behälters ein Ring dicht aufgelegt sein, dessen Innenfläche als Dichtfläche für Teile der Mantelfläche des Verschlußdeckels dient.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausfuhrungsbeispiele mittels der Fig. 1—3 näher erläutert.

In Pig. 1 fet ein Behälter 1 dargestellt, dessen oberer Teil im Schnitt schematisch ein Doppeldeckelsystem mit dem Verschlußdeckel 6 und dem Verschlußdeckel 2 für den Behälter 1 zeigt Der Behälter 1 kann eine Metalltonne sein, die durch Metallringe 7 verstärkt ist s Der obere Ring 7 an der Stirnseite des Behälters 1 kann über eine Dichtung 3 an eine kreisförmige Öffnung 8 in der Wandung 4, z. B. einer Handschuhbox, mit einer beliebigen Anp/eßvorrichtung angedrückt we; den. Der Ring 7 ist dabei dicht mit dem Mantel des Behälters 1 z. B. verschweißt Die Dichtung 3 schließt den Behälter 1 und die Wandung 4 bzw. die öffnung 8 dicht gegen die Außenatmosphäre ab.

Die öffnung 8 ist mittels des Verschlußdeckels 6 von der dem Behälter 1 gegenüberliegenden Seite ebenfalls is dicht verschlossen. Dazu weist der obere Teil des kreisförmigen Verschlußdeckels 6 einen Rand 9 auf, der über eine weitere Dichtung 5 mittels einer beliebigen Kraft, z. B. seinem Eigengewicht, einem Preßluftzylinder oder über eine Hydraulik, an die Wandung 4 der Handschuhbox angepreßt werden kann. Der Verschlußdeckel 6 reicht in die öffnung 8 bis zur Höhe der Oberfläche der Dichtung 3 hinein. Vorzugsweise in der Mitte des Verschlußdeckels 6 ist ein Stutzen 10 angeschweißt, welcher eine Bohrung 11 aufweist, die durch den Verschlußdeckel 6 hindurchführt

Der Behälter 1 ist von dem Verschlußdeckel 2 verschlossen. Dieser Verschlußdeckel 2 besteht aus einem Napf, der z. B. vollständig aus Gummi hergestellt ist Der Boden 12 des Napfes bildet eine elastische Membrane. Der Mantel 13 des Verschlußdeckels 2 liegt mit seiner Oberseite an der Innenwandung 14 des Behälters 1 dicht auf und liegt ebenfalls dicht an der Dichtung 3 im an die Öffnung 8 gekoppelten Zustand an. Die Stirnseite des Napfes bzw. des Verschlußdeckels 2 ist zu einem Rand 15 ausgebildet der nach innen absteht und im gekoppelten Zustand des Behälters 1 an die öffnung 8 dicht auf der Oberfläche 16 des ersten Verschlußdeckels 6 aufliegt An der unteren Außenseite des Mantels 13 des zweiten Verschlußdeckels 2 ist eine wulstförmige Sicke 17 angeordnet die in eine ringförmige Nut 18 an der Innenwandung 14 des Behälters 1 als zusätzliche Abdichtung eingepreßt sein kann.

In F i g. 2 ist lediglich das obere Teil des Behälters 1 mit dem ersten und zweiten Verschiußdeckel 6 und 2 im gekoppelten Zustand dargestellt Dabei entsteht die Koppelung der beiden Verschlußdeckel 6 und 2 derart, daß der Zwischenraum 19 zwischen den beiden über die Bohrung 11 im Verschlussdeckel 6 ausgepumpt wird. Da der Boden 12 des zweiten Verschlußdeckels 2 eine federelastische Membrane bildet wölbt sich der Boden in Richtung zur Oberfläche 16 des ersten Verschlußdekkels 6 hin auf. Der Boden 12 nimmt eine konische oder ballige Form an. Gleichzeitig wird der Rand 15 am zweiten Verschlußdeckel 2 fest auf die Oberfläche 16 des ersten Verschlußdeckels 6 angepreßt. Durch die Aufwölbung des Bodens 12 wird gleichzeitig die Mantelfläche 13 im Bereich der Nut 18 von der Innenwandung 14 des Behälters 1 abgelöst, jedoch nicht im Bereich der Dichtung 3 und nicht der Rand 15 im Bereich des ersten Verschlußdeckels 6. Gleichzeitig löst sich bei diesem Aufwölbvorgang die Sicke 17 aus der Nut 18 in der Innenwandung 14 des Behälters 1 heraus und gibt diesen soini* frei. Die beiden Verschlußdeckel 6 und 2 bilden nunmehr ein Doppeldeckelsystem, welches mit einer beliebigen V01 richtung (nicht dargestellt) von der Öffnung 8 der Wandung 4 der Handschuhbox abgehoben werden kann. Dabei werden nicht die Oberfläche 16 des Verschlußdeckels 6 sowie die Innenteile, d. h. die in den Zwischenraum 19 weisenden Teile, des zweiten Verschlußdeckels 2 kontaminiert Die beiden Verschlußdeckel 6 und 2 sind dicht miteinander verbunden solange das Vakuum im Zwischenraum 19 aufrechterhalten wird. Der Behälter 1 kann gefüllt werden.

Nach der Füllung bzw. Entleerung des Behälters 1 kann das Doppeldeckelsystem aus den beiden Verschlußdeckeln 6 und 2 wieder auf die öffnung 8 aufgesetzt werden und nach Belüften des Zwischenraumes 19 sind beide Verschiußdeckel voneinander trennbar, wobei die Sicke 17 wiederum in die Nut 18 an der Innenwandung des Behälters 1 eingreift und die Maintelfläche 13 den Innenraum des Behälters 1 gegenüber der Außenatmosphäre dicht abschließt Beide Behälter 1 und 4 können voneinander getrennt werden.

Bei großen Durchmessern der Öffnung 8 bzw. des Bodens 12 des zweiten VerschlußatCveis 2 kann der Winkel des sich beim Lösen des Verschlußdeckels 2 einstellenden Konusses durch Einvulkanisieren einer Kunststoffplatte in den Boden 12 des Verschiußdeckels 2 vergrößert werden. Ebenfalls kann durch Wahl verschiedener Gummiqualitäten die Anpreßkraft des Verschlußdeckels 2 vergrößert oder verkleinert werden. Dies ist besonders dann wichtig, wenn die Behälter 1 fertigungsbedingt nicht vollkommen rund sind. Die Mantelfläche 13 paßt sich dann bis zu einer gewissen Toieranz an Unebenheiten auf der Innenwandung 14 an.

Bei stark unrunden Behältern 1 muß am Behälter 1 ein Zusatzteil angeordnet werden, an das sich der Gummiverschlußdeckel 2 anpassen kann. Ein derartiges Zusatzteil besteht in vorteilhafter Weise aus einem Ring 20, wie er im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 dargestellt ist (die Bezugszeichen für sich entsprechende Teile sind aus dem Ausführungsbeispiel nach Fir. I und 2 entnommen worden). Dieser Ring kann aus einem Kunststoff oder Gummi bestehen und weist eine glatte Innenfläche 21 sowie glatte Oberflächen 22 und 23 auf. Die Außenseite ist leicht abgeschrägt

Der Ring 20 sitzt mit seiner einen Oberfläche 23 auf einer Dichtung 3 auf, die selbst auf der Stirnseite des Behälters 1 aufgelegt ist Die Stirnseite ist von der Ummantelung des Behälters 1 gebildet, die über den Ring 7 gezogen ist Im Ring 7 sind, regelmäßig verteilt, Bohrungen 25 mit Gewindeeinsätzen 24 angeordnet, durch die Schraubverbindungen (nicht dargestellt) geführt werden können, mit denen der Ring 20, im entkoppelten Zustand von Behälter 1 und öffnung 8 des ersten Behälters mit seiner Außenwandung 4, auf dem Ring ⁷ gehalten werden kann. Vor dem Koppel Vorgang werden aber diese Schraubverbindungen gelöst so daß der Ring 20 lose a if der Dichtung 3 aufsitz'. Das dient dazu, daß der Ring 20 beim Koppelvorgang sich in einer Ausnehmung 26 um die öffnung 8 der Wandung 4 des zweiten Behälters zentrieren kann. Der Innendurchmesser des Ringes 20 stimmt mit dem Außendurchmesser der Öffnung 8 in der Außenwandung 4 überein, so daß bei der Zentrierung des Ringes 20 die Innenfläche 21 des Ringes 20 genau mit der Außenumrandung 27 der öffnung 8 übereinstimmt

Der Verschlußdeckel 6 in der Wandung 4 weist wiederum einen Rand 9 auf, der konisch ausgebildet ist und auf seiner Außenfläche eine ringförmige Nut 28 aufweist, in der die Dichtung 5 liegt Diese Dichtung 5 dichtet den Innenraum der Handschuhbox gegenüber

dem Außenraum im gekoppelten Zustand von Behälter 1 und Wandung 4 ab. Der Rand 9 liegt auf dem ringförmig ausgebildeten Absatz 29 um die öffnung 8 herum auf.

Der Verschlußdeckel 2 des Behälters 1 sitzt im gezeichneten Falle mit dem Teil seiner Außenummantelung zwischen dem Boden 12 und der wulstartigen Sicke 17 dicht an der Innenfläche 14 des Behälters 1 an. Die Sicke 17, welche in der umlaufenden Nut 18 des Behälters 1 eingepreßt ist, ist für die Abdichtung des m Innenraumes des Behälters 1 gegenüber dem Außenraum nicht unbedingt erforderlich. Der Außendurchmesser des Bodens 12 ist etwas größer als der Innendurchmesser des Behälters 1, so daß die Mantelfläche 13 im Bereich zwischen dem Boden 12 und 1 =, der Sicke 17 fest an die Innenfläche 14 angepreßt wird. Oberhalb der Sicke 17 nimmt der Durchmesser des Verschlußdeckels 2 ab bis auf einen Außendurchmesser an seiner Stirnfläche, der etwas größer ist als der Innendurchmesser der öffnung 8. Der Rand 15 des Verschlußdeckels 2 ist an dieser oberen Stelle zu einer Lippe ausgebildet, die dicht am Ring 20 und gleichzeitig am Absatz 29 der Wandung 4 und auf der Oberfläche 16 des Verschlußdeckels 6 aufliegt.

Über die Innenbohrung 11 im Stutzen 10 des Deckels 2=» 6 kann der Innenrauin 19 des Verschlußdeckels 2 ausgepumpt werden. Dabei löst sich wieder die Mantelfläche 13 bzw. die Sicke 17 von der Innenfläche 14 des Behälters 1 ab bzw. aus der Nut 18 heraus und der Rand 15 wird mit seiner Oberfläche an die Oberfläche in 16 des Verschlußdeckels 6 dicht und fest angepreßt.

Beide Verschlußdeckel 2 und 6 können dann wiederum von der öffnung 8 abgenommen werden und der Behälter 1 kann gefüllt bzw. geleert werden.

Vor dem Zusammenkoppeln werden die Schraubenverbindungen, die den Ring 20 auf dem Metallring 7 festgehalten haben, gelöst, so daß der Ring 20 lose auf der Dichtung 3 aufsitzt (zwischen dem Ring 20 und der Wandung 4 kann eine nochmalige Dichtung angeordnet sein). Der Rand 15 hält aber den Ring 20 weiterhin fest. Beim Ankoppeln wird der Ring 20 mitsamt dem Behälter 1 in die Ausnehmung 26 der Wandung 4 eingeführt und zentriert. Damit der Ring 20 sich bei diesem Zusammensetzen nicht verkantet, sind die Innenkante der Ausnehmung und die Außenfläche des Ringes 20 etwas abgeschrägt. Der Behälter 1 und der Deckel 2 werden dann von einer nicht näher dargestellten Vorrichtung fest an die Wandung 4 bzw. an den Verschlußdeckel 6 angepreßt.

Das Kuppeln der beiden Verschlußdeckel 6 und 2 miteinander ist sehr einfach und sicher. Es gibt praktisch keine dem mechanischen Verschleiß unterliegende Teile. Weiterhin ist lediglich ein Vakuumbehälter mit einer über einen Druckschalter gesteuerten Vakuumpumpe (nicht dargestellt) erforderlich, die mittels eines einfachen Dreiwegeventiles (ebenfalls nicht dargestellt) an die beiden Verschlußdeckel 6 und 2 angeschlossen werden kann. Da der Gummiverschlußdeckel 2 beim Verschließvorgang konisch ist, kann keine Kompression eintreten, die durch die kolbenähnliche Anordnung beim Verschließen auftritt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Gasdichter Verschluß für zwei aneinander ankoppelbare öffnungen zweier Behälter zur Aufnahme von radioaktiven oder toxischen Stoffen, s die über ihre Stirnflächen unter Zwischenschaltung einer Dichtung aneinander anpreßbar sind und die durch Evakuierung eines Zwischenraumes zusammenkuppelbare Verschlußdeckel aufweisen, wobei ein Teil des Verschlußdeckels des zweiten Behälters als federelastische Membrane ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (2) des zweiten Behälters (1) in an sich bekannter Weise ein Napf ist, und daß der Boden (12) des Napfes von der verformbaren Membran gebildet ist, dessen Mantelfläche (13) zumindest teilweise dicht an die Innenwandung (14) des zweiten Behälters (1) anpreßbar ist, wobei die Stirnseite des Napfes einen zum Gefäßinneren ragenden Rand (15) aufweist, der als Dichtung an die Oberfläche (16) des Verschiußdeckcis (6) des ersten Behälters (4) anlegbar ist

2. Gasdichter Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der in den Innenraum des zweiten Behälters (1) ragenden Mantelfläche (13) eine umlaufende,, nach außeD weisende wulstartige Sicke (17) angeordnet ist, die in eine in die Innenwandung (14) des zweiten Behälters (1) eingelassene, umlaufende Nut (18) einpreßbar ist

3. Gasdichter Verschluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Napf (2) aus federelastischem Material, z. B. Gummi, hergestellt ist

4. Gasdichter Verschluß nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Zwischenraum (19) zwischen den beiden Verschlußdeckeln (6 und 2) über eine Bohrung (11) durch den Verschlußdeckel (6) des ersten Behälters (4) be- und entlüftbar ist.

5. Gasdichter Verschluß nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß auf die Dichtung (3) des zweiten Behälters (1) ein umlaufender Ring (20) auflegbar und an dem obersten Behälterreifen (7) anschraubbar ist und daß die Innenfläche (21) des Ringes (20) glatt ist und als Dichtfläche für einen Teil der Mantelfläche (13) im Bereich der Außenumrandung des Randes (15) dient

6. Gasdichter Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Ring (20) aus Kunststoff so od. dgl. besteht und gleichzeitig als Dichtung dienen kann.

7. Gasdichter Verschluß nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß in den oder an dem Boden (12) des Verschlußdeckels (2) eine Platte einvulkanisierbar oder befestigbar ist, mit der der Einstellwinkel der bei entlüftetem Zwischenraum (9) vom Boden (12) gebildeten Wölbung einstellbar ist.

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