DE2849413A1

DE2849413A1 - Vorrichtung zum transport von kernbrennstofftabletten von einer tablettenschleifmaschine auf ein fuelltablett

Info

Publication number: DE2849413A1
Application number: DE19782849413
Authority: DE
Inventors: Thomas B Huggins
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1979-05-23
Also published as: SE433274B; FR2409581B1; SE7811958L; BE872175A; JPS5486175A; ES475251A1; GB2008056A; CA1093108A; IT1100272B; JPS57209B2; FR2409581A1; GB2008056B; IT7829739A0

Description

PATBHTAJTWAIiT

. ing. B. HOIiZEE

fHILIPPI NE -WBLSEIl -ETHACSB 14 8900 AUGSBUKG

TEI.FFON SIG47G TEL. JI CZZTCS ΐΖ'ΛΊ ä

W. 963

Augsburg, den 8. November 1978

Westinghouse Electric Corporation,
Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh,
Pennsylvania 15222, V.St.A.

Vorrichtung zum Transport von Kernbrennstofftabletten
von einer Tablettenschleifmaschine auf ein Fülltablett

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Transport von Kernbrennstofftabletten von einer Tablettenschleifmaschine auf ein Fülltablett, von welchem aus die Tabletten in Brennstabhüllen einfüllbar sind.

909821/0579

Im Zuge des Herstellungsverfahrens von Kernbrennstofftabletten werden die Tabletten in einem Ofen gesintert und anschließend geschliffen, um sicherzustellen, daß ihr Außendurchmesser genügend klein ist, um die Tabletten in die Brennstabhüllen einfüllen zu können. Nach Beendigung des Schleifvorganges werden die Tabletten auf ein Fülltablett transportiert, von welchem sie beim Einfüllen in die Brennstabhüllen entnommen werden.

Die zum Transport der Brennstofftabletten dienende Anordnung weist gewöhnlich einen kleinen Vibrationsförderer auf, der die Tabletten von der Schleifmaschine zu einem Bandförderer mit einem angetriebenen Förderband aus Metallgewebe befördert. Da die Geschwindigkeit des Förderbandes größer als die Zuführgeschwindigkeit des Vibrationsförderers ist, ergeben sich automatisch gegenseitige Abstände zwischen den auf dem Förderband transportierten Tabletten. Es ist klar, daß bei dieser bekannten Anordnung die jeweils auf dem Förderband befindlichen Tabletten jeweils die gleiche Horizontalgeschwindigkeit wie die Förderbandoberfläche haben. Wird die horizontale Vorschubbewegung der Tabletten auf dem Förderband durch eine auf das vordere Tablettenende wirkende Widerstandskraft gestoppt, beispielsweise durch eine Anzahl von anein-

909821/0579

ander anstoßenden Tabletten, tritt ein Gleiten zwischen den Tabletten und dem Förderband ein, d.h. die horizontale Vorschubbewegung der Tabletten hört auf, während sich jedoch das Förderband unter den Tabletten weiterbewegt. Die dabei durch eine Reihe aneinander anstoßender, auf dem Förderband gleitender Tabletten übertragene Gesamtschubkraft reicht aus, eine gleiche Anzahl von Tabletten axial über eine feststehende Platte hinwegzusehieben, und dieses Prinzip wird bisher dazu ausgenützt, die zugeführten Tabletten auf die Platte aufzuschieben, von welcher die aufgestauten Tablettenreihen nacheinander in Aufnahmerinnen des Fülltabletts abgelegt werden.

Während der jeweils für das Ablegen der aufgestauten Tablettenreihen auf das Fülltablett und für den Ersatz eines vollständig gefüllten Fülltabletts benötigten Zeit müssen die auf dem Förderband befindlichen Tabletten angehalten werden, um ein Aufschieben der Tabletten während dieser Zeit auf die genannte Platte zu verhindern. Da die Tabletten zwischen zwei parallelen motorgetriebenen Bändern hindurchlaufen, tritt, nachdem die letzte, beispielsweise die 36. Tablette auf die genannte Platte aufgeschoben worden ist, eine Klemmung ein, welche die 37. Tablette festhält, und die hinter dieser folgenden Tabletten stapeln sich

909821/0579

lediglich zu einer horizontalen Tablettensäule auf. Gleichzeitig wird der die Bänder antreibende Motor gestoppt, so daß der Tablettenvorschub zu der Ablegeplatte hin unterbrochen wird. Nachdem die jeweils aufgestauten Tabletten auf das Fülltablett abgelegt worden sind, hört die Klemmung auf und der Motor läuft wieder an.

Der Hauptnachteil dieser bekannten Anordnung liegt darin, daß die zum Füllen der Aufnahmerinne der Ablegeplatte benötigte Tablettenreihe keinen Raum mehr verfügbar läßt, der eine weitere Tablettenzufuhr während der zum Austausch eines gefüllten Fülltabletts gegen ein leeres Fülltablett benötigten Zeit zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im Hinblick auf die Behebung dieses Nachteils zu verbessern. <

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erzeugt die Andrückvorrichtung eine künstliche Gewichtskraft auf die unter ihr

909821/0579

hindurchlaufenden Tabletten, welche den Reibschluß zwischen der jeweils hindurchlaufenden Tablette und dem Förderband so vergrößert, daß die sich daraus ergebende Vorschubkraft auf diese Tablette ausreicht, die Reibung der davor befindlichen, bereits auf der Aufnahmeeinrichtung befindlichen Tabletten zu überwinden und diese weiterzuschieben. Infolgedessen braucht sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht erst eine lange Tablettenreihe auf dem Förderband aufzustauen, um die vom Förderband an die Aufnahmeeinrichtung abgegebenen Tabletten auf diese weiterschieben zu können, und der durch den Wegfall einer solchen, bisher erforderlichen langen Tablettenreihe eingesparte Platz auf dem Förderband steht als Stauraum für zugeführte Tabletten während der Zeit eines Fülltablettaustauschs zur Verfügung, so daß die Tablettenzufuhr kontinuierlich erfolgen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Transport

vorrichtung nach der Erfindung,

Fig, 2 eine Stirnansicht der in Fig. 1

gezeigten Vorrichtung von links,

909821/0579

Pig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III

in Fig. 1, und

Pig, 4 eine vergrößerte Darstellung der

Andrückvorrichtung der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung.

In allen Zeichnungsfiguren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Pig. 1 zeigt eine Transportvorrichtung mit einem Gestell mit vier Beinen 10, welches ein Endlos-Porderband zum Transport von Kernbrennstofftabletten trägt. Die von einem Sinterofen kommenden gesinterten Tabletten 14 werden in einer Tablettenschleifmaschine 12 in an sich bekannter Weise auf einen vorgegebenen maximalen Außendurchmesser geschliffen. Von der Schleifmaschine gelangen die Tabletten auf einen Vibrationsförderer mit derart geneigter Förderrinne 16, daß die Tabletten sich unter Mitwirkung von mittels eines Vibrators 18 erzeugten Schwingungen frei auf das Endlos-Förderband 20 vorwärts bewegen, das aus Drahtgewebe besteht. Gemäß den Fig. 1 und 2 wird das Förderband mittels eines herkömmlichen Antriebsmotors über einen Kettentrieb mit einem unteren Kettenrad 24,

909821/0579

- ίο -

einem oberen Kettenrad 26 und einer Kette 28 angetrieben, über den Kettentrieb wird das Antriebsdrehmoment auf eine in Lagern 32 gelagerte Welle 30 übertragen, mit welcher eine Rolle 34 verkeilt ist und sich demzufolge mit dieser zusammen dreht.

Wie aus Fig. 1 deutlicher hervorgeht, läuft das Förderband über die Antriebsrolle 34, eine weitere Rolle 36, eine einstellbare Spannrolle 38 und eine Laufrolle 40. Die Rolle 38 ist an einem schwenkbar an zwei Gestellbeinen 10 montierten Winkel 42 befestigt, und die Bandspannung ist mittels Muttern 44 einstellbar, die auf einer Spindel 46 sitzen.

Da es wichtig ist, die Tabletten längs der Förderbandlängsachse ausgerichtet und axial miteinander fluchtend horizontal auf dem Förderband liegend zu halten, sind an dem Lagerblöcken zwei mit gegenseitigem seitlichen Abstand angeordnete Führungsschienen 48 mit kopfstehendem V-Querschnitt angebracht, und ihr seitlicher Abstand ist so groß gewählt, daß die Tabletten unten jeweils auf der Förderbandoberfläche aufliegen, jedoch seitlich von den Führungsschienen 48 geführt werden. Das Gewicht jeder Tablette

909821/0579

- ιι -

liegt etwa zwischen 7 g und 10 g, so daß sich seine Lage auf dem Förderband während der weiteren Transportbewegung nicht ändert, nachdem es anfänglich in seine gewünschte Lage gebracht worden ist.

Wie bereits erwähnt, übt eine auf dem sich bewegenden Förderband liegende Tablette eine horizontale Schubkraft auf irgendeinen Gegenstand, beispielsweise eine andere Tablette aus, gegen welchen sie während ihres Tansports anläuft, wodurch sie versucht, diesen Gegenstand mitzunehmen, soweit dies aufgrund der übertragenen Kraft möglich ist. Ist der Widerstand des Gegenstands größer als diese horizontale Schubkraft, tritt ein Gleiten zwischen der Tablette und dem Förderband ein, weil das Produkt aus Gewichtskraft der Tablette und dem Reibungskoeffizient zwischen der Tablette und dem Drahtgewebe-För"derband kleiner als die Widerstandskraft des betreffenden Gegenstandes ist. Wegen der fehlenden mechanischen Kraftübertragungsfähigkeit kann daher eine Tablette keine ausreichend große Schubkraft zum Weiterschieben der nächsten vorangehenden Tablette entwickeln. Wenn beispielsweise eine Tablette ein Gewicht von etwa 10 ρ hat, ergibt der Reibungskoeffizient zwischen der Tablette und der Förderbandoberfläche eine' horizontale Schubkraft von etwa 8 p. Da auf diese Weise kein zweckmäßiges Weiterschieben der Tabletten vom

909821/0579

Förderband in eine Aufnahmerinne erfolgen kann, wird zusätzlich zur Tablettengewichtskraft eine Hilfskraft zur künstlichen Vergrößerung der Gewichtskraft angewendet. Gemäß der Erfindung wird dazu eine federbelastete Andrückrolle benützt, die so angeordnet ist, daß sie auf die unter ihr hindurchpassierenden Tabletten eine Zusatzkraft ausübt und die sich dann ergebende Horizontalkraft ausreichend groß ist, um die vor der jeweils betreffenden Tablette befindlichen Tabletten auf die Aufnahmerinne einer dem Fülltablett zugeordneten Aufnahmevorrichtung aufzuschieben.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist die, die Andrückrolle enthaltende Andrückvorrichtung zwei Gewindestangen 52 auf, die an ihren unteren Enden mit Hilfe von Muttern 56 an Gestellschienen 5^ befestigt sind. Die oberen Enden der Gewindestangen sind in ähnlicher Weise an einem Querträger befestigt, der in einer mittigen Bohrung ein Lager 60 beherbergt. In diesem Lager ist eine Kolbenstange 60 gleitend verschiebbar, die mit ihrem unteren Ende einstellbar an einem Klotz 64 befestigt ist, von welchem zwei Arme 66 mit gegenseitigem Abstand nach unten ragen, an deren unteren Enden mittels eines Wellenzapfens 68 und Nadellagern die Andrückrolle 50 gelagert ist. Die Andrückrolle ist an ihrem

909821/0579

Außenumfang mit zwei mit gegenseitigem Abstand gebildeten Umfangsnuten versehen, die O-Ringe 70 aufnehmen. Diese Ringe sind verhältnismäßig weich und nachgiebig und passen sich daher leicht der Oberfläche einer unter der Andrückrolle hindurchpassierenden Tablette an. Da die Anordnung flexibel sein muß, wobei mindestens Vertikalbewegungen der Andrückrolle im Zuge der Zusammenwirkung mit den Tabletten ermöglicht werden müssen, ist die Kolbenstange 62 mit einem Kolben 72 verbunden, der vertikal in einem oberhalb der Andrückrolle angeordneten Zylinder 76 verschiebbar ist. Dieser Kolben ist durch eine Feder Jk nach unten vorgespannt und drängt deshalb stets die Andrückrolle 50 in Anlage mit den Tabletten, Um einer seitlichen Auslenkung der Andrückrolle 50 entgegenzuwirken, ist ein Winkeleisen oder ein anderes Führungselement am Querträger 58 befestigt und so positioniert, daß es den Klotz 64 bei Vertikalbewegungen der Andrückrolle führt.

Wie oben schon erwähnt, ist die Andrückkraft der Andrückrolle plus die Gewichtskraft einer unter ihr hindurchpassierenden Tablette ausreichend groß, daß mittels der dadurch auf die betreffende Tablette übertragbaren Horizontalkraft die davor befindlichen Tabletten in eine Aufnahmerinne geschoben werden können, von welcher aus sie

909821/0579

dann auf ein Fülltablett abgelegt werden, von welchem die Tabletten in Brennstabhüllen einfüllbar sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gesamtgewicht skraft der Andrückrolle mit ihrer Halterung, also einschließlich des Gewichts der Kolbenstange 62 und des Kolbens 72 plus der abwärtsgerichteten Kraft der Feder 74 sowie plus der Gewichtskraft von 10 ρ einer jeweils unter der Andrückrolle hindurchpassierenden Tablette so groß, daß sich insgesamt eine die betreffende Tablette gegen das Förderband drückende Kraft von etwa 920 ρ ergibt. Daraus ergibt sich eine Horizontalkraft von etwa 735 P, welche die davor befindlichen Tabletten längs einer Aufnahmerinne mit V-Querschnitt hinterhalb der Andrückrolle weiterschiebt. Die genannten Kräfte sind so gewählt, daß 36 Tabletten in die V-förmige Aufnahmerinne einschiebbar sind, da diese Tablettenanzahl dem Fassungsvermögen einer Rinne des verwendeten Fülltabletts entspricht.

Die unter der Andrückrolle hindurchpassierenden Tabletten verlassen die Führungsschienen 48 und gelangen in eine V-förmige Rinne 80 ähnlicher Querschnittsform. Da die letzte, jeweils unter der Andrückrolle hindurchpassierende Tablette jeweils an die vorhergehenden Tabletten anstößt, ergibt sich eine Tablettensäule aus jeweils stirnseitig aneinander anliegenden Tabletten.

909821/0579

Diese Tablettenreihe wird auf eine kippbare Laderinne 82 aufgeschoben, die 36 Tabletten faßt. Ihre Gesamtlänge entspricht der Länge einer Tablettenrinne eines unmittelbar darunter angeordneten Fülltablette 84. Wenn die vorderste Tablette 86 den Mikroschalter Ö8 eines Relais 90 schließt, bewirkt ein nicht gezeigter geeigneter Steuermechanismus, daß die aufgestaute Tablettensäule von der Laderinne 82 in eine Rinne des Fülltabletts 84 entleert wird. Die elektromechanische Anordnung zur Betätigung der Laderinne 82 und zur Verschiebung des Fülltabletts 84 ist an sich bekannt. Nachdem jeweils eine Rinne des Fülltabletts mit einer Tablettenreihe gefüllt worden ist, wird das Fülltablett eine Position weitergeschaltet, um die nächste Tablettenreihe in die nächste Fülltablettrinne einfüllen zu können. Nach dem Füllen aller Rinnen wird das volle Fülltablett zu einer Füllstation weitertransportiert, an welcher die Tabletten in Brennstabhüllen eingefüllt werden.

Da es wichtig ist, den weiteren Tablettenvorschub von der Rinne 80 in die Laderinne 82 zu stoppen, solange die Entleerung der in der Laderinne befindlichen 36 Tabletten auf das Fülltablett erfolgt, ist eine Arretiervorrichtung mit einem Klemmschuh 96 vorgesehen. Diese Arretiervorrichtung weist weiter einen Zylinder mit einem Kolben 92

909821/0579

auf, der über seine Kolbenstange 94 mit dem Klemmschuh 96 verbunden ist. Bei Betätigung des Kolbens nach unten entgegen der aufwärtsgerichteten Vorspannkraft einer Feder 98 klemmt der Klemmschuh 96 die jeweils unter ihm befindliche Tablette fest gegen die Rinne 80, wodurch der weitere Vorschub von Tabletten aus der Rinne 80 auf die Laderinne unterbrochen wird.

Es ist klar, daß die unter der Andrückrolle 50 hindurchpassierenden Tabletten dann auch nicht mehr in die Rinne 80 weitergeschoben werden können, solange die jeweils aufgestauten Tabletten von der Laderinne auf das Fülltablett entleert werden. Daher wird, wenn die vorderste Tablette 86 den Mikrοschalter 88 betätigt, über das Relais ein Elektromagnet betätigtes Druckluftventil 100 geöffnet. Dieses Druckluftventil verbindet sodann gleichzeitig das untere Ende des der Andrückrolle 50 zugeordneten Zylinders und das obere Ende des der Arretiervorrichtung zugeordneten Zylinders 90 mit einer Druckluftquelle 104. Die Druckluft drückt dann den der Andrückrolle 50 zugeordneten Kolben 52 entgegen der Kraft der Feder 74 nach oben und den Kolben 92 der Arretxervorrxchtung entgegen der Kraft der Feder 98 nach unten. Dadurch wird einerseits die Andrückrolle außer Kontakt mit den Tabletten angehoben und dadurch die horizontale

909821/0579

Schubkraft auf die Tabletten nahezu beseitigt. Andererseits werden über den Klemmschuh 96 die bereits in der Rinne 80 befindlichen Tabletten gegen einen weiteren Vorschub festgehalten, während gleichzeitig weiter über das Förderband zugeführte Tabletten sich hinter den bereits in der Rinne 80 befindlichen Tabletten auf dem Förderband aufstauen. Nach Beendigung der Tablettenentleerung auf das Fülltablett öffnet sich der Mikroschalter 88 wieder und entregt das elektromagnetbetätigte Ventil 100, wodurch die Zylinder 76 und 90 entlüftet werden und sich die Andrückrolle 50 wieder abwärts in Anlage an die Tabletten bewegt, während der Klemmschuh durch die Feder 98 wieder angehoben wird und die Tabletten freigibt.

Das Förderband läuft während der Entleerung der Tabletten on der Laderinne auf das Fördertablett und der Unterbrechung des Tablettenvorschubs in die Laderinne kontinuierlich weiter, wobei sich die dabei jeweils zugeführten Tabletten, wie schon erwähnt, zeitweilig am abgabeseitigen Förderbandende aufstauen.

909821/0579

Leerseite

Claims

Patentanoprü <: I io_

1« Vorrichtung zum Trannport; von Kernbrennstofftabletten von einer 'rablebtcnsehleifniaru-h i no auf ein Fülltablett, von welchem aus sie in Brennstabhülleri einfüllbar sind, mit einem Gestell,, einem daran angeordneten, mit konstanter Geschwindigkeit an getriebenen Endlos-Förderband, einer unmittelbar über den Förderband angeordneten, im Querschnitt etwa V-förmigen, unten offenen Rinne zur Führung cior· nut' dom Förderband geförderten Tabletten, und mit einer .An!"nähmeVorrichtung zur Übernahme der vom Förderband zugel'ühH.eu Tabletten, gekennzeichnet durch eine nahe dem ηbp;abese.it; ϊ/vmi !''ördorstreckenende über dem Förderband (20) angeordnete Andrückvorrichtung (50) zum Andrücken der unter ihr hindurchlnurunden Tabletten an das Förderband zwecks Vergrößerung des fie ihnrhl unr.es zwischen den Tabletten und dem Förderband, weiter durch eine Einrichtung (62, 76), mit welcher die Aridrückvoprichl.iuip; in eine wirksame Stellung absenkbar und in eine unv.'trl:nruiK· .'!teilung anhebbar ist, und durch eine Arretiorvorr.ichtnnr, ('><>, 94, 96) zum Blockieren des weiteren Tablettenvorschubn, nachdem eine bestimmte Anzahl von Tabletten unter der Andrückvorrichtung hindurchgelaufen ist.

2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückvorrichtung ('> <)) eine durch Federkraft in ihre

9098 2 1/0579

wirksame Stellung gedrängte Andrückrolle ist, und daß eine Steuereinrichtung (90, 100, 104) die Anhebung der Andrückrolle in Abhängigkeit vom Beladezustand der Aufnahmevorrichtung für die zugeführten Tabletten steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückrolle (50) mit einem in einem Zylinder (76) verschiebbaren Kolben (72) verbunden ist, und daß dieser Kolben einerseits von einer im Zylinder angeordneten Feder (74) im Sinne einer Absenkung der Andrückrolle in ihre wirksame Stellung beaufschlagt und andererseits über die Steuereinrichtung (100, 104) mittels Druckluft im Sinne einer Anhebung der Andrückrolle in ihre unwirksame Stellung beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung für die zugeführten Tabletten eine mit der V-förmigen Führungsrinne (80) fluchtende Aufnahmerinne (82) und eine mit dieser verbundene Vorrichtung aufweist j welche die Tabletten von der Aufnahmerinne auf das Fülltablett (84) übergibt, sobald die Aufnahmerinne mit einer bestimmten Anzahl von Tabletten gefüllt ist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmerinne (82) ein Schalter (88) zugeordnet ist,

909821/0 579

der, sobald eine bestimmte Anzahl von Tabletten in die Aufnahmerinne hineingeschoben worden ist, durch die daran anstoßenden Tabletten (86) geschlossen wird und dann die Vorrichtung zur übergabe der Tabletten von der Aufnahmerinne auf das Fülltablett betätigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter mit einem Elektromagneten (100) zur Betätigung eines Druckluftventils verbunden ist und das Schließen des Schalters das öffnen des Druckluftventils bewirkt, über welches der mit der Andrückrolle (50) verbundene Kolben (62) im Sinne einer Anhebung der Andrückrolle und außerdem die Arretiervorrichtung (94, 96) im Sinne einer Blockierung des weiteren Tablettenvorschubs beaufschlagbar ist.

909821/0579