DE2804790C2

DE2804790C2 - Process for making separation nozzle elements

Info

Publication number: DE2804790C2
Application number: DE19782804790
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Phys. Dr. 7514 Eggenstein-Leopoldshafen Bier; Gerd Dipl.-Ing. Dr. 7500 Karlsruhe Linder; Eugen Mayer; Bruno Weinbrecht
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1980-02-21
Also published as: AU4388179A; DE2804790B1; CA1098295A; BR7900664A; AU529091B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Trenndüsenelementen, bei dem zunächst ein Grundkörper mit einer Umlenkrille sowie eine aus Düsen- und Abschälerblende bestehende, mit Versteifungen versehene Einheit hergestellt werden, worauf der Grundkörper und die Einheit mittels einander zugeordneter Anschläge so zusammengefügt und unverrückbar miteinander verbunden werden, daß die freien Enden der Düsen- und der Abschälerblende zusammen mit der Umienkrille eine eng tolerierte Trennstruktur, bestehend aus Einlaufdüse und Abfuhrkanälen für die getrennten Fraktionen, bilden mit konstantem Querschnitt über ihre Länge.The invention relates to a method for producing separating nozzle elements, in which initially a Base body with a deflecting groove as well as a nozzle and peeling screen with stiffeners provided unit are produced, whereupon the base body and the unit by means of each other Associated attacks are joined together and immovably connected to one another that the free ends of the nozzle and the peeler diaphragm together with the Umienkrille a tightly tolerated Separating structure, consisting of inlet nozzle and discharge channels for the separated fractions, form with constant cross-section over its length.

Trenndüsenelemente dieser Art sowie zugehörige Herstellungsverfahren sind aus der DE-PS 19 08 693 und der DE-OS 19 51 639 bekannt. In dem Bericht des Kernforschungszentrums Karlsruhe Nr. KFK 1777 (1973), der sich mit der galvanoplastischen Herstellung von Trenndüsenelementen zur Anreicherung von Uran-235 befaßt, wird bereits in der Einleitung darauf hingewiesen, daß man aus ökonomischen Gründen einen möglichst hohen Betriebsdruck des Verfahrensgases anstrebt; dies wiederum bedingt relativ kleine Trennstrukturen, die eng toleriert sein müssen, um Trennleistungsverluste zu vermeiden. Zur Fixierung der Düsen- und Abschälerblende gegenüber der Umlenkrille des Grundkörpers dienen Justiernocken, die in regelmäßigen Abständen in diese Rille eingesetzt werden. Die der Trennstruktur abgewandten Enden von Düsen- und Abschälerblende werden mit dem Grundkörper zusammengeklebt Dadurch wird eine vakuumdichte Verbindung dieser Bauteile an den Klebestellen erreicht- Durch die Verwendung geeigneter Kleber kann vermieden werden, daß von den Verbindungsstellen unzulässig hohe Kräfte auf die Trennsiruktur ausgeübt und dadurch die in diesem Bereich geforderten engen Toleranzen überschritten werden. AndererseitsSeparating nozzle elements of this type and the associated manufacturing processes are from DE-PS 19 08 693 and DE-OS 19 51 639 known. In the report of the Karlsruhe Nuclear Research Center No. KFK 1777 (1973), who deals with the electroforming production of separating nozzle elements for the enrichment of When dealing with uranium-235, it is pointed out in the introduction that for economic reasons strives for the highest possible operating pressure of the process gas; this in turn requires relatively small Separation structures that have to have tight tolerances in order to avoid loss of separation performance. To fix the The nozzle and peeler diaphragm opposite the deflecting groove of the base body are used for adjusting cams, which in be inserted into this groove at regular intervals. The ends of facing away from the separating structure The nozzle and peeler diaphragm are glued together with the base body. This creates a vacuum-tight seal Connection of these components at the adhesive points achieved through the use of suitable adhesives it can be avoided that inadmissibly high forces from the connection points on the separation structure exercised and thereby the tight tolerances required in this area are exceeded. on the other hand

ίο ist nicht völlig auszuschließen, daß der Kleber von dem Verfahrensgas chemisch angegriffen und dadurch die Qualität der Klebeverbindung beeinträchtigt wird.ίο cannot be completely ruled out that the adhesive from the Process gas is chemically attacked and the quality of the adhesive bond is impaired as a result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Endbearbeitung des Grundkörpers und der aus Düsen- und Abschälerblende bestehenden Einheit so zu gestalten, daß sich diese beiden Bauteile auch ohne Verwendung eines Klebers so zusammenfügen und miteinander verbinden lassen, daß die geforderten Maßtoleranzen der Düsen- und Abschälkanalweiten der Trennstruktur über ihre gesamte Länge eingehalten werden können.The invention is based on the task of finishing the base body and the nozzle and to make the existing unit so that these two components can also be without Use an adhesive to join and join together so that the required Dimensional tolerances of the nozzle and peeling channel widths of the separating structure are maintained over its entire length can be.

Zur Läsung dieser Aufgabe werden die im Hauptanspruch enthaltenen Maßnahmen vorgeschlagen. Der Grundkörper und die Düsen- und Abschälblende können vorteilhaft so miteinander verbunden werden, wie in Anspruch 2 angegeben ist.To accomplish this task, the main claim proposed measures included. The main body and the nozzle and peeling diaphragm can advantageously be connected to one another as indicated in claim 2.

Dadurch können die als Anschläge dienenden, der Trennstruktur abgewandten Enden der Düsen- und Abschälerblende mit relativ hohen und gleichzeitig die Dichtheit bewirkenden Anpreßkräften gegen die zugeordneten Anschlagflächen des Grundkörpers gepreßt werden, ohne daß dadurch die Maßhaltigkeit der Trennstruktur im Bereich der Umlenkrille beeinträchtigt wird. Darüber hinaus gestattet das erfindungsgemäße Verfahren eine weitgehende Automatisierung der Montage.As a result, the ends of the nozzle and nozzle that serve as stops and face away from the separating structure Peeler screen with relatively high and at the same time the tightness effecting contact pressure against the associated stop surfaces of the base body are pressed without thereby affecting the dimensional accuracy of the Separation structure in the area of the deflection groove is impaired. In addition, the inventive Process an extensive automation of the assembly.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. F i g. 1 zeigt im Querschnitt ein Trenndüsenelement am Außenmantel eines rohrförmigen, in Sektoren unterteilten Grundkörpers,An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. F i g. 1 shows in cross section a separating nozzle element on the outer jacket of a tubular, in sectors subdivided base body,

Fig. 2 zeigt die Einzelheit »x« von Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab.
Der Grundkörper besteht aus einem Rohr 1, z. B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, das durch radiale Stege 2 in Sektoren 3 für die Zufuhr des zu trennenden Gasgemisches, z. B. einem UFb/H₂-Gemisch, und in Sektoren 4 für die Abfuhr der schwereren Fraktion unterteilt ist. Beidseitig des Steges 2 sind in das Rohr Schlitze 5, 6 eingelassen, durch die das Gemisch (Pfeil A) aus der Sektorkammer 3 der Trennstruktur zuströmt bzw. durch die die schwerere Fraktion (Pfeil B) von dieser in die Sektorkammer 4 abgeführt wird. Die leichtere Fraktion (Pfeil Qströmt radial nach außen ab.FIG. 2 shows the detail "x" from FIG. 1 on a greatly enlarged scale.
The main body consists of a tube 1, for. B. made of aluminum or an aluminum alloy, which by radial webs 2 in sectors 3 for the supply of the gas mixture to be separated, z. B. a UFb / H ₂ mixture, and is divided into sectors 4 for the removal of the heavier fraction. On both sides of the web 2 slots 5, 6 are let into the tube through which the mixture (arrow A) flows from the sector chamber 3 of the separating structure or through which the heavier fraction (arrow B) is discharged from this into the sector chamber 4. The lighter fraction (arrow Q flows radially outwards.

In die Stirnkante des Steges 2 ist eine Umlenkrille 7 eingelassen. Hieran schließt sich eine erste Längsnut 8, die auch die Schlitze 5, 6 übergreift, und eine zweite, breiter gehaltene Längsnut 9 an. Beim Einarbeiten der zweiten Längsnut 9 werden Stege 10 ausgespart.A deflecting groove 7 is let into the front edge of the web 2. This is followed by a first longitudinal groove 8, which also overlaps the slots 5, 6, and a second, wider longitudinal groove 9 on. When incorporating the second longitudinal groove 9, webs 10 are recessed.

Separat von dem Grundkörper 1, 2 wird eine Einheit, z. B. aus galvanisch abgeschiedenem Kupfer, hergestellt, die aus etwa um 90° gegeneinander abgebogenen Düsen- und Abschälerblenden 11, 12 besteht, die nach Art von Schiffsspanten durch Querstege 13 miteinanderSeparately from the base body 1, 2, a unit, e.g. B. made of electroplated copper, which consists of nozzle and peeler diaphragms 11, 12 bent against each other by approximately 90 °, which according to Type of bulkheads through transverse webs 13 with one another

(> verbunden sind.(> are connected.

Nach dem Zusammenfügen dieser Einheit 11, 12, 13 mit dem Grundkörper 1, 2 entsteht eine Trennstruktur mit einem Düsenkanal 14 für das Gemisch A, einemAfter joining this unit 11, 12, 13 with the base body 1, 2, a separating structure with a nozzle channel 14 for the mixture A, a

Abschälkanal 15 für die leichtere Fraktion C und einem Abschälkanal 16 für die schwerere Fraktion B. Dabei sollen die Weite des Düsenkanals 14 und die Weite des Abschälkanals 16 über die gesamten Kai>allängen bis auf eine vorgegebene Toleranz konstant sein. In dem gezeigten Beispiel beträgt der eingezeichnete Abstand »a« zwischen der Spitze der Düsenblende 11 und dem Boden der Umlenkrille 7 0,046 mm bei einer Toleranz von ±2 μπι. Bisher konnte dies nur mit Hilfe von Justiernocknn 17 erreicht werden, wobei jedoch darauf zu achten war, daß die Einheit nicht mit unzulässig hohen Druckkräften auf die Nocken gepreßt wurde, da sonst zwischen den Nocken Maßabweichungen der Trennstruktur entstanden, die die zugelassene Toleranz überschritten. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese Schwierigkeiten in folgender Weise umgangen:Peeling channel 15 for the lighter fraction C and a peeling channel 16 for the heavier fraction B. The width of the nozzle channel 14 and the width of the peeling channel 16 should be constant over the entire length of the quay to a specified tolerance. In the example shown, the drawn distance “a” between the tip of the nozzle diaphragm 11 and the bottom of the deflecting groove 7 is 0.046 mm with a tolerance of ± 2 μm. So far this could only be achieved with the help of adjusting cams 17, whereby care had to be taken, however, that the unit was not pressed onto the cams with inadmissibly high compressive forces, since otherwise there would be dimensional deviations of the separating structure between the cams that exceeded the permitted tolerance. According to the method according to the invention, these difficulties are circumvented in the following way:

Die Umlenkrille 7 und die Anschlagflächen 18,19 am Boden der Nut 9 des Grundkörpers werdjn in einem gemeinsamen Arbeitsgang mit je einem hochtourigen Diamantwerkzeug glanzgefräst, wobei für den eingezeichneten Abstand »b« von 1,822 mm eine Toleranz von ± 1 μιτι eingehalten wird. In entsprechender Weise wird die Einheit 11,12,13 bearbeitet Hierzu werden die Spitze der Düsenblende 11 und die Anschlagflächen 20, 21 an den umgebogenen, der Trennstruktur abgewand-The guide groove 7 and the stop surfaces 18, 19 on the bottom of the groove 9 of the base body are milled in a joint operation with a high-speed diamond tool each, with a tolerance of ± 1 μm being maintained for the distance "b" of 1.822 mm shown. The unit 11, 12, 13 is processed in a corresponding manner.

1010

1515th

20 ten Enden dieser Blenden, die als Anschläge dienen, ebenfalls in einem gemeinsamen Arbeitsgang mit je einem Diamantwerkzeug glanzgefräst, wobei für den eingezeichneten Abstand »c« zwischen Blendenspitze und Anschlagflächen von 1,776 mm eine Toleranz vor. ± 1 μπι eingehalten wird. Setzt man die so bearbeiteten Bauteile an ihren einander zugeordneten Anschlagflächen 18, 20 und 19, 21 zusammen, so ergibt sich für den Abstand »a« von 0,046 mm eine Toleranz von ±2 μπι. Nun können die bei der Herstellung der Nut 9 stehengelassenen Stege 10 mit Bördelrollen 22, 23 se umgebördelt werden, daß sie mit ihren freien Stirnkanten die mit den Anschlagflächen 20, 21 versehenen Enden der Einheit 11, 12, 13 zwischen sich und den Anschlagflächen 18, 19 des Grundkörpers 1 festspannen. Die Justiernocken 17 dienen in dem gezeigten Beispiel im wesentlichen nur noch dazu, die Trennstruktur in der zu den Auflageflächen parallelen Richtung zu fixieren. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich jedoch in entsprechender Weise auch zur Fixierung der Trennstruktur in dieser Richtung anwenden, wobei in diesem Falle als Anschlagflächen die der Trennstruictur abgewandten Stirnflächen der Blenden 11, 12 dienen können. Dadurch können bei ausreichender Eigenstabilitäl der Einheit 11, 12, 13 die Justiernocken 17 weitgehend oder gar völlig entfallen. The 20th ends of these diaphragms, which serve as stops, are also polished-milled in a joint operation with a diamond tool each, with a tolerance of 1.776 mm for the distance "c" drawn between the diaphragm tip and the stop surfaces. ± 1 μπι is observed. If the components machined in this way are put together at their stop surfaces 18, 20 and 19, 21 assigned to one another, a tolerance of ± 2 μm results for the distance "a" of 0.046 mm. Now the webs 10 left standing during the production of the groove 9 can be flanged with flanging rollers 22, 23 se so that their free end edges place the ends of the unit 11, 12, 13 provided with the stop surfaces 20, 21 between them and the stop surfaces 18, 19 of the base body 1 tight. In the example shown, the adjusting cams 17 essentially only serve to fix the separating structure in the direction parallel to the bearing surfaces. The method according to the invention can, however, also be used in a corresponding manner to fix the separating structure in this direction, in which case the end faces of the panels 11, 12 facing away from the separating structure can serve as stop surfaces. As a result, with sufficient inherent stability of the unit 11, 12, 13, the adjusting cams 17 can largely or even completely be dispensed with.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for producing separating nozzle elements, in which initially a base body with a Deflection groove as well as a nozzle and peeler screen consisting of stiffeners Unit are produced, whereupon the base body and the unit by means of associated Stops are joined together and immovably connected to one another in such a way that the free Ends of the nozzle and peeler diaphragms together with the deflecting groove have a tight tolerance Form a separating structure consisting of an inlet nozzle and discharge channels for the separated fractions with a constant cross-section over its length, characterized in that di> s free End of the nozzle and / or Her peeler diaphragm together with the stops for the base body serving ends of the unit facing away from the separating structure are milled, and that too the deflection groove and the stop surfaces of the base body assigned to the unit together be polished, with the milling tools used together in one operation for the processing of the unit or the base body in terms of their mutual distances with the Half of the tolerances that are required by the separating structure can be set.

2. The method according to claim 1, characterized in that the side of the base body Stop surfaces freely protruding webs are left after the assembly of the base body and unit are crimped until they reach the ends of the unit facing away from the separating structure Clamp between their end faces and the stop surfaces of the base body.