DE3203361C2

DE3203361C2 - Container consisting of a vessel and a cover unit including a locking component made of an alloy with shape memory (memory metal) and a method for closing the container

Info

Publication number: DE3203361C2
Application number: DE19823203361
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(grad.) 4200 Oberhausen Bienek; Peter Dipl.-Ing. Sacher; Wilhelm Dipl.-Ing. Dr. 4300 Essen Wick
Original assignee: Steag Kernenergie 4300 Essen De GmbH
Current assignee: Steag Kernenergie 4300 Essen De GmbH
Priority date: 1982-02-02
Filing date: 1982-02-02
Publication date: 1986-04-10
Also published as: DE3203361A1

Abstract

Um bei einem Behälter, bestehend aus einem Gefäß (2) und einem mindestens einen Deckel aufweisenden Deckelsystem zum Verschließen des Gefäßes (2), insbesondere Endlagerbehälter für bestrahlte Kernbrennstoffe, ein Schließen ohne mechanische Betätigung von Verschließelementen zu ermöglichen, weist das Deckelsystem mindestens ein Arretierbauelement (3) aus Memory-Metall auf, das im rückverformten Zustand den Deckel (3) an der ihm zugeordneten Eingriffsfläche (2a; 2b) des Gefäßes (2) arretiert. Entweder ist das Arretierbauelement der Deckel (3) selbst oder besteht das Deckelsystem zumindest aus dem Deckel und einem Arretier element, das bei geschlossenem Behälter in Eingriff mit dem Gefäß und dem Deckel steht. Zur Erleichterung der bei einem Memory-Metall erforderlichen plastischen Verformung kann das Arretierelement als nichtmassiver Körper ausgebildet sein, z.B. mit Bohrungen (4, 5) versehen sein.In order to enable a container consisting of a vessel (2) and a lid system with at least one lid to close the vessel (2), in particular a final storage container for irradiated nuclear fuel, to close without mechanical actuation of closing elements, the lid system has at least one locking component ( 3) made of memory metal which, in the deformed state, locks the lid (3) on the engagement surface (2a; 2b) of the vessel (2) assigned to it. Either the locking component is the lid (3) itself or the lid system consists of at least the lid and a locking element which is in engagement with the vessel and the lid when the container is closed. To facilitate the plastic deformation required for a memory metal, the locking element can be designed as a non-solid body, e.g. provided with bores (4, 5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art.The invention relates to a container of the type mentioned in the preamble of claim 1 above.

Auf verschiedenen Gebieten der Technik, insbesondere dem chemischen Apparatebau und dem Gebiet der Kerntechnik, besteht ein Bedarf nach sicher verschlossenen Behältern, insbesondere bei der Endlagerung bestrahlter Kernbrennstoffe. Aus der DE-OS 25 44 187 ist ein solcher gattungsgemäßer Behälter bekannt, bei dem die Deckeleinheit aus einer äußeren Tragplatte und einer inneren Tragplatte besteht. An der inneren Tragplatte greifen Zugbolzen an, an denen sich auf der Außenseite der äußeren Tragplatte abstützende Kniehebel angelenkt sind. Durch Betätigung der Kniehebel können die beiden Tragplatten derart gegeneinander beaufschlagt werden, daß eine zwischen ihnen angeordnete Ringdichtung aus Gummi oder einem ahnlich elastischen Material gegen eine zwischen den beiden Trägerplatten angeordnete Zwangsführung und eine zugeordnete Eingriffsfläche des Gefäßes des Behälters gepreßt wird, so daß die Dichtung zugleich als Arretierbaueiement dient, das den Deckel an der ihm zugeordneten Eingriffsfläche des Gefäßes arretiert. Die bekannte Deckeleinheit weist eine Vielzahl von einzelnen Bestandteilen auf. Weiterhin kann eine elastische Dichtung aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material bei der Langzeitlagerung von radioaktivem Material nicht verwendet werden, da es kein korrosionsfestes Material ist. Es ist aber zu erwarten, daß bei der Langzeitlagerung von radioaktiven Materialien in Lagerbehältern diese mit korrosiven Flüssigkeiten in Berührung kommen.In various fields of technology, in particular chemical apparatus engineering and the field of nuclear technology, there is a need for securely locked ones Containers, especially for the final disposal of irradiated nuclear fuel. From DE-OS 25 44 187 is such a generic container known in which the cover unit consists of an outer support plate and a inner support plate consists. Tension bolts attack the inner support plate, which are located on the outside the outer support plate supporting toggle levers are articulated. By operating the knee lever you can the two support plates are urged against one another in such a way that one is arranged between them Ring seal made of rubber or a similar elastic one Material against a positive guide arranged between the two carrier plates and an associated one Engaging surface of the vessel of the container is pressed so that the seal also acts as a locking component serves, which locks the lid on the engagement surface of the vessel assigned to it. The well-known The cover unit has a large number of individual components. Furthermore, an elastic seal made of rubber or a similar elastic material for long-term storage of radioactive material cannot be used as it is not a corrosion-resistant material. However, it is to be expected that with long-term storage of radioactive materials in storage containers these come into contact with corrosive liquids come.

Es ist bekannt, daß Gefüge gewisser zumindest binärer Metallegierungen eine durch Temperatur ausgelöste Rückverformung zeigen. Gemeint ist damit die Eigenschaft, daß Gegenstände aus diesen Legierungen, die bei einer ersten Temperatur aus einer ersten Konfiguration in eine zweite Konfiguration plastisch verformt werden, sich in Richtung auf die erste Konfiguration rückverformen, wenn das betreffende Gefüge auf oder über eine zweite Temperatur erwärmt wird. Aus diesem Grunde bezeichnet man solche Legierungen als »Legierung mit Formgedächtnis«. So ist z. B. aus der DE-PS 20 65 651 ein Verfahren zur Herstellung rückstellbarer, hohler Formteile bekannt, die vorzugsweise als Rohrleitungskupplungen, insbesondere Rohre, Muffen und ähnliche Rohrverbindungen eingesetzt werden. Bei Rückverformung ändert sich der Querschnitt der hohlen Formteile. Ob die erste Konfiguration erreicht wird (vollständig reversible Rückverformung) oder ob nur eine zwischen der ersten und der zweiten Konfiguration liegende dritte Konfiguration (teilreversible Rückverformung mit irreversiblem Anteil) erreicht wird, hängt von der Legierung und von der Höhe der im Gegenstand durch mechanische und/oder thermische Vorbehandlung induzierten Spannung ab. Hierdurch wird auch bestimmt, ob der Gestaltswechsel nur einmal oder wiederholt stattfinden kann. Der irreversible Anteil erfordert vor jeder Umwandlung eine erneute plastische Verformung des Gegenstandes, während für den reversiblen Anteil eineIt is known that the structure of certain at least binary metal alloys is caused by temperature Show recovery. What is meant by this is the property that objects made of these alloys, which at are plastically deformed from a first configuration to a second configuration at a first temperature, deform back in the direction of the first configuration if the structure in question is on or above a second temperature is heated. For this reason, such alloys are called »alloy with Shape memory «. So is z. B. from DE-PS 20 65 651 a method for producing resettable, hollow Molded parts known, which are preferably used as pipe couplings, in particular pipes, sleeves and the like Pipe connections are used. When it is deformed back, the cross-section of the hollow molded parts changes. Whether the first configuration is achieved (fully reversible recovery) or whether just one in between The third configuration lying in the first and second configuration (partially reversible deformation with irreversible Proportion) is achieved depends on the alloy and on the amount of mechanical in the object and / or thermal pretreatment induced voltage. This also determines whether the change of form can only take place once or repeatedly. The irreversible portion requires before everyone Conversion a renewed plastic deformation of the object, while for the reversible part a

einmalige plastische Verformung des Werkstoffes genügt, um den Memory-Effekt durch aufeinanderfolgende Erwärmung auf eine Temperatur, bei der die Umwandlung stattfindet, und Abkühlung auf eine Temperatur, bei der die Umwandlung rückgängig gemacht wird, wiederholt herbeizuführen.one-time plastic deformation of the material is sufficient, to the memory effect by successive heating to a temperature at which the conversion takes place, and cooling to a temperature at which the conversion is reversed, to bring about repeatedly.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 einen derartigen Behälter so zu verbessern, daß eine möglichst einfach aufgebaute Deckeleinheit das Gefäß sicher verschließt.It is the object of the present invention to proceed on the basis from the prior art according to the preamble of the preceding claim 1 such a To improve the container so that a cover unit constructed as simply as possible closes the vessel securely.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Arretierbauelement aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist und die Arretierung im rückverformten Zustand der Legierung erfolgt.This object is achieved in that the locking component is made of an alloy with shape memory and the locking in the deformed State of the alloy takes place.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further refinements of the invention are characterized in the subclaims.

Aus der vorstehenden Erläuterung der Eigenschaften der Legierung mit Formgedächtnis (Memory-Metall) geht hervor, daß cinrrh einfache Temperaturerhöhung ?n die Rückverformung und damit das Arretiere ' der Dekkeleinheit an dem Gefäß erreichbar ist. Die Temperatur braucht nur auf die Umwandlungstemperatur erhöht zu werden, jedoch nicht auf eine oberhalb der Anwendungstemperatur liegende Temperatur, wie dies z. B. bei dem bekannten HIP-Verfahren für Endlagerbehälter der Fall ist (vgl. DE-OS 27 56 634). Durch die Verwendung einer Metallegierung als Werkstoff für das Arrelierbauelement wird zugleich der Korrosionsschutz des geschlossenen Behälters verbessert. joFrom the above explanation of the properties of the shape memory alloy (memory metal) it emerges that a simple increase in temperature? n the deformation and thus the locking 'of the lid unit on the vessel can be achieved. The temperature only needs to be increased to the transition temperature, but not to one above the application temperature lying temperature, as z. B. in the known HIP process for final storage containers is the case (see. DE-OS 27 56 634). By using a metal alloy as the material for the Arrelierbauelement the corrosion protection of the closed container is also improved. jo

In bevorzugter Ausführungsform ist das Arretierbauelement der Deckei selbst, d. h. der Deckel wird in seine Schließstellung bezüglich des Gefäßes gebracht und in eine Gestalt rückverformt. deren Konfiguration so gewählt ist. daß ein sicheres Arretieren der Deckeleinheit r> und damit Schließen des Gefäßes erreichbar ist.In a preferred embodiment, the locking component is the decking itself, d. H. the lid is brought into its closed position with respect to the vessel and in deformed a shape. whose configuration is selected in this way. that a secure locking of the cover unit r> and thus closing of the vessel can be achieved.

Es ist aber auch möglich, daß die Deckeleinheit zumindest aus einem Deckel und einem gesonderten Arretierelement gesteht, das bei geschlossenem Behälter in Eingriff mit dem Gefäß und dem Deckel steht, d. h. den Deckel an dem Gefäß arretiert. Wenn der Behälter für einen Einsatz gedacht ist. bei dem eine Rückholung des in dem Behälter aufgenommenen Gutes erforderlich ist. wird als Memory-Metall eine Legierung verwandt, die wiederhol! der Rückveriomiung u,Herzogen werden 4 kann. Bei Eiidlagcrbehäliern genügt es aber, wenn das Arretierbiiuclement aus einem Memory-Metall gefertigt ist. das nur eine einmalige Gesuiltrückverfurmung zuläßt.But it is also possible that the cover unit at least consists of a lid and a separate locking element, which when the container is closed in Engages the vessel and the lid, d. H. locks the lid on the vessel. When the container for a mission is intended. in which a retrieval of the goods received in the container is required. an alloy is used as memory metal that repeats! der Rückveriomiung u, dukes become 4 can. In the case of egg storage containers, however, it is sufficient if that Arretierbiiuclement is made of a memory metal. that is just a one-time return form allows.

Das Arreticrbauclcmcnt kann aus dem Vollen gefertigi sein. d. !1. in seiner Innenstruktur massiv ausgebildet sein. Um die plastische Verformung unterhalb der Umv. andiungstempentur zu erleichtern, ist es jedoch unter Umständen zweckmäßig, daß das Arretierbauelcment eine Innensiruklur ausgewählt aus der Gruppe folgender Strukturen aufweist: hohl, mit Bohrungen versehen, mit Schlit/en versehen, geschlossenporig, offenporig. Wenn das »\rreticrelement der Deckel ist. sollten die Bohrungen und Schlitze zweckmäßigerweise nicht von den Schließ- bzw. Arretiereingriffsfiächen des Deckels bo mit dem Gefäß ausgehen.The locking assembly can be made from the solid be. d. !1. solid in its internal structure be. In order to reduce the plastic deformation below the Umv. andiungstempentur to facilitate it, however, is under In some circumstances, it is expedient that the locking device is an internal syrup selected from the group below Has structures: hollow, provided with bores, provided with slits, closed-pore, open-pored. If the element is the lid. should the The bores and slots are expediently not separated from the locking or locking engagement surfaces of the cover bo go out with the jar.

Hinsichtlich der Außenstruktur wird bevorzugt, wenn das Arretierbauclement eine Außenstruktur ausgewählt ■aus der Gruppe folgender Strukturen aufweist: zylinderartig, konusartig, doppelkonusartig. kugelabschnitt- (.5 artig, ellipsoidartig. kap| enartig. ringartig. Zur Erhöhung des Arretiereffekte;· und zur Verbesseruns eines Dichteffektes wird in weiter bevorzugter Ausführungsform vorgeschlagen, daß auf der Eingriffsfläche des .Arretierbauelements Erhebungen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind.With regard to the external structure, it is preferred if the locking component selects an external structure ■ from the group of the following structures: cylindrical, cone-like, double-cone-like. spherical segment (.5 like, ellipsoidal. cape | awesome. ring-like. To increase the locking effect; · and to improve one Sealing effect is proposed in a further preferred embodiment that on the engagement surface of the .Arretierbauelements Elevations and / or depressions are formed.

Andererseits ist es aber auch möglich, daß zwischen Arretierbauelement und Gefäß mindestens ein gesondertes Dichtelement eingebracht ist. insbesondere wenn das Arreiierbauelement der Deckel ist. Die Dichtelemente können z. B. druckverformbare Fciien oder Ringelemente aus duktilen korrosionsfesten metallischen oder Kunststoffwerkstoffen sein, wie z. B. Au. T:. Cu oder Kunststoffe wie Tetrafluorkohlenstoff. Kautschuk oder dergl. Im Falle von Endlagerbehähern kommen die Kunststoffe wegen der Strahlungsbelastung weniger in Frage. Die Dichtelemente können an den zugeo; Jneten Eingriffsflächen des Behälters und/oder des Arretierbauelementes angeordnet oder auf diesen ausgebildet sein.On the other hand, however, it is also possible for at least one separate one between the locking component and the vessel Sealing element is introduced. especially when the locking component is the cover. The sealing elements can e.g. B. compression-deformable Fciien or ring elements made of ductile, corrosion-resistant metallic or plastic materials, such as. Building. T :. Cu or plastics such as carbon tetrafluoride. Rubber or the like. In the case of repository containers, the Plastics are less of an issue because of their exposure to radiation. The sealing elements can be attached to the zugeo; Nets Engaging surfaces of the container and / or the locking component arranged or formed on these be.

Obwohl die Memory-Metalle selbst, insbesondere die Ti-Ni-Legierungen. gute Korrosior^ct>igenschaften besitzen, kann es u. U. zweckmäßig se:i· das Arretierbanelement mit einer Korrosionsschutzschicht aus einem duktilen oder elastischen Werkstoff zu überziehen. Hierfür kommen z. B. die bereits vorstehend im Zusammenhang mit den Dichtelementen erwähnten metallischen Werkstoffe oder Kunststoffe in Frage.Although the memory metals themselves, especially the Ti-Ni alloys. good Korrosior ^ct> eatures own, it can se u U. appropriate. to cover the i · Arretierbanelement with a corrosion protective layer of a ductile or elastic material. For this come z. B. the metallic materials or plastics already mentioned above in connection with the sealing elements are possible.

Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches iO genannter, Art.The invention is also directed to a method of the above-mentioned in the preamble of the preceding claim iO, Art.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß für das Arretierbauelement eine Legierung mit Formgedächtnis mit einer unterhalb der Anwendungstemperatur des Behälters liegenden Umwandlungstemperatur ausgewählt wird, daß das Arretierbauelement unter Berücksichtigung des reversiblen und irreversiblen Anteils der ihm zugeordneten Gestaltverformung in eine einen sicheren .Schließeingriff der Deckeleinheit ergebende Konfiguration gebracht wird, daß bei einer unterhalb der Umwandlungstemperatur liegenden Temperatur das Arretierbauelement plastisch in eine Konfiguration verarmt wird, die ein Einbringen der Deckeleinheit in eine ein Schließen des Gefäßes zulassende Stellung ermöglicht, daß die Deckeleinheit danach in Schließstellung gebracht wird, daß zumindest das Arreiierbauelement zumindest auf Umwandlungstemperatur erwärmt wird, um die Deckeleinheit in Schließeingriff zu bringen, und daß danach zumindest das Arretierbauelement auf einer bei oder oberhalb der Umwandlungstemperatur liegenden Anwendungstemperatur gehalten wird.The method is characterized in that an alloy with shape memory is used for the locking component with a transformation temperature below the application temperature of the container is selected that the locking component under consideration the reversible and irreversible part of the shape deformation assigned to it into one secure .Schließeingriff the lid unit resulting configuration is brought that with a below the temperature lying the transition temperature, the locking component plastically into a configuration is depleted, the introduction of the cover unit in a position allowing the vessel to be closed enables the cover unit to be in the closed position thereafter is brought that at least the locking device is heated to at least the transition temperature is used to bring the lid unit into locking engagement, and that thereafter at least the locking component is at or above the transition temperature application temperature is maintained.

Wenn der Gegenstand bei einer oberhalb der Anwendungstemperatur liegenden Temperatur gefertigt worden ist. muß die Formänderung bei einem Übergang auf eine Temperatur unterhalb der Uinwandlungsiemperatür des Memory-Metalls berücksichtigt werden. Die plastische Verformung muß auf jeden Fall bc'. einer Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur erfolgen. When the article has been manufactured at a temperature above the application temperature. the change in shape in the event of a transition to a temperature below the conversion temperature of the memory metal must be taken into account. The plastic deformation must in any case bc '. take place at a temperature below the transition temperature.

Ais Werkstoffe für das Gefäß kommen Metalle und Keramikwerkstoff, im weitesten Sinne in Frage.The materials used for the vessel are metals and ceramic material, in the broadest sense.

Die Erfindung soll nun in verschiedenen Ausführungsformen anhand der Figuren genauer erläutert werden. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail in various embodiments with reference to the figures will. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gefäß im Bereich der zu schließenden Öffnung des Gefäßes mit einem als Deckel seio:;t ausgebildeten Arrcticrbauciement, wobei auf der linken Hälfte der Deckel vor seiner Rückverformung und auf der rechten Hälfte der Dcc.d nach seiner Rückverformung gezeigt ist.1 shows a longitudinal section through the vessel in the area the opening of the vessel to be closed with an arrctic construction element designed as a lid, on the left half of the lid before its recovery and on the right half of the Dcc.d shown after its recovery.

F i g. 2 eine Ansicht der oberen fläche des DeckelsF i g. 2 is a view of the top surface of the lid

entsprechend F ■ g. I mit einem oberhalb der Fläche liegenden Teilschriitt (Blickrichtung 11-11 in F i g. i),according to F ■ g. I with one lying above the surface Partial step (viewing direction 11-11 in Fig. I),

F i g. 3 eine Ansicht vergleichbar F i g. 2 bei einer anderen Deckelausführungsform undF i g. 3 a view comparable to FIG. 2 with a different cover embodiment and

F i g. 4 eine Ansicht vergleichbar F i g. 2 bei einer dritten Deckelausführungsform,F i g. 4 a view comparable to FIG. 2 in a third lid embodiment,

F i g. 5 eine Ansicht vergleichbar Fig. I, wobei die Deckeleinheit aus einem kappenartigen Deckel und einer Arretierhaube bt-'.'eht.F i g. 5 is a view comparable to FIG Locking hood bt - '.' Eht.

F i g. b eine Ansicht vergleichbar Fig. 1. bei der die Deckeleinheit aⁿs einem zylinderartigen Deckel und einem torusförmigen Arreiierbauelement besteht undF i g. b a view comparable to FIG. 1, in which the cover unit a ⁿ s consists of a cylinder-like cover and a toroidal locking component and

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer Deckeleinheit bestehend aus einem Deckel und einem Arretierring mit im wesentlichen V-förmigen Querschnitt.7 shows a further embodiment of a cover unit consisting of a cover and a locking ring with a substantially V-shaped cross-section.

Ehe die einzelnen Ausführungsformen der Deckelein-Before the individual embodiments of the lid

wcrdcr·,, soll eine Auflistung von beispielsweise möglichen Legierungen aus einer Vielzahl von Legierungen aufgeführt werden, die den Memory-Effekt /eigen. Es werden jeweils zunächst binäre Legierungen und dam· die möglichen ternären. quarternären und höher geordnete Legierungen und dann die Fundstellen angegeben:wcrdcr · ,, is supposed to be a listing of for example Possible alloys from a wide variety of alloys are listed that have the memory effect / own. First binary alloys and then the possible ternary alloys are used. quaternary and higher-ranking alloys and then the references are given:

Ti-Ni.Ti-Co.l 1-Fc-(US-PS 35 58 369):Ti-Ni.Ti-Co.l 1-Fc- (US-PS 35 58 369):

Ni-Al. Au-Cd. Ag-Cd. Cu-Zn. Cu-Al. Fe-Ni. Fe-Ni-Cr. Fe-Ni-Cr-Mn;Ni-Al. Au-Cd. Ag-Cd. Cu-Zn. Cu-Al. Fe-Ni. Fe-Ni-Cr. Fe-Ni-Cr-Mn;

Fe-Cr-Mn, Fe-CrMn-Co. Fe-Mn (GB-PS 13 46 046);Fe-Cr-Mn, Fe-CrMn-Co. Fe-Mn (GB-PS 13 46 046);

Cu-Zn mit Al. Mn. Si und/oder Sn. Cu-Al mit Mn und/oder Zn (DE-OS 26 03 911) undCu-Zn with Al. Mn. Si and / or Sn. Cu-Al with Mn and / or Zn (DE-OS 26 03 911) and

Ti-Ni. Ti-Co. Ti-Fe. Zr-Rh und Zr-Ru (AT-PS 2 76 790).Ti-Ni. Ti-Co. Ti-Fe. Zr-Rh and Zr-Ru (AT-PS 2 76 790).

Für das Verschließen ker mischer Behältnisse, in denen radioaktive Stoffe eingeschlossen und die in einer Umgebung mit korrosiven Salzlösungen eingelagert werden seilen, wird der Einsatz von Titan-Nickel-Legierungen mit Memory-Effekt bevorzugt. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt wurde, isi es für die Anwendung von Memory-Metall in der Deckeleinheit eines Behälters wichtig, daß das Arretierbauelv-TiCnt beim Gebrauch der Deckeleinheit in seiner Hochtemperaturform (Austenit-Zustand) verbleibt, dessen Fevtigkeitseigenschaften denen des Martensit-Zustands überlegen sind. Damit muß die Gefügeurrwandlungsterrperatur unterhalb der Anwendungstemperatur liegen. Dies kann durch Einstellung der Legierungsbestandieüe erfolge:,, wie z. B. aus der US-PS 3 j 58 369 (Figur 1 und zugehörige Beschreibung) abgeleitet werden kann. Bei einer Leg'erung mit 50 Atorn% Ni und 50 Atom⁰'') Ti liegt die Gefügeumwandiungstemoeratur bei 439 K. während für eine Legierung mit 51.5 Atom% Ni und 48.5 Aiom°/o Ti die Gefügeumwandlung:itemperatur bei 323'K liegt. Die erwartete Anwendungstemperatur bei Endlagerbehältern dürfte bei 373⁼ K liegen. Es ist daher durchaus möglich, eine Nicke!-Tii:an-Memory-Legierung einzusetzen, deren Gefügeurnwandlungitemperatur unterhalb dieser Anwendungstemperatur liegt.The use of titanium-nickel alloys with a memory effect is preferred for sealing ker mixer containers in which radioactive substances are enclosed and which are stored in an environment with corrosive salt solutions. As already mentioned in the introduction to the description, it is important for the use of memory metal in the lid unit of a container that the locking structure TiCnt remains in its high-temperature form (austenite state) when the lid unit is in use, the strength properties of which are those of the martensite state are superior. This means that the structural transformation temperature must be below the application temperature. This can be done by setting the alloy constituents: ,, such. B. from US-PS 3 j 58 369 (Figure 1 and associated description) can be derived. In a Leg'erung with 50% Ni and 50 atomic Atorn ⁰ '') Ti, the Gefügeumwandiungstemoeratur is 439 K. while for an alloy with 51.5 at% Ni and 48.5 AIOM ° / o Ti, the microstructure transformation: itemperatur is 323'K . The expected application temperature for final storage containers should be 373 ⁼ K. It is therefore entirely possible to use a Nicke! -Tii: an-memory alloy whose structural transformation temperature is below this application temperature.

Bei der Ausführungsform gem. F i g. 1 und 2 soll die Füllöffnung 1 eines Gefäßes 2 mit Hilfe eines aus Memory-Metai! hergestellten Deckels 3 geschlossen werden. Um die erforderliche Deformation zu erleichtern, ist der Decke! mit gleichmäßig verteilten Bohrungen 4 und 5 versehen, wobei die Bohrungen 4 von der Unterseite j3 des stopfenförmigen Deckels ausgehen und vor der Oberseite 36 enden, während die Bohrungen 5 von der Oberseite 36 ausgehen und vor der Uriersciic ί;ι enden. Durch diese Bohrungen können die Verformungswege bei der plastischen Verformung des Dekkels 3 erhöht werden (Stimmgabeleffekt). Der stopfcnartige Deckel 3 weist eine geradzylindrische Mantelfläche 3c auf. In der linken Hälfte der F i g. 1 und 2 isi der Deckel 3 in seiner deformierten Form dargestellt, die er unterhalb der Umwandlungstemperatur einnimmt. Der Deckel wird in die Aufnahmeöffnung ! des Gefäßes 2 in die in der F i g. 1 gezeigte Schließstellung gebracht, in der sich zwischen der Innenwandung 2» im Bereich der Öffnung 1 und der Mantelfläche 3c ein Spalt S ausbildet. Bei Erwärmen auf oder oberhalb der Umwandlungstemperatur nimmt der Deckel die in den Fig. I und 2 rechts gezeigte Konfiguration ein, wobei der Spalt S geschlossen wird. Wie bereits in der Beschreibungsan- !eit'jng erwähnt, brauch?!"· Mantelfläche 3r und Innenwandung 2a nicht unbedingt geradzylindrisch ausgebildet zu sein, vielmehr komme;/ zur Verbesserung der Verankerung zwischen Deckel 3 und Gefäß 2 auch konische, kugelschichtartige. ellipsoide Formgebungen in Frage.In the embodiment according to FIG. 1 and 2 should fill opening 1 of a vessel 2 with the help of a memory metai! manufactured lid 3 are closed. To facilitate the required deformation, the ceiling! provided with evenly distributed bores 4 and 5, the bores 4 starting from the bottom j3 of the plug-shaped cover and ending in front of the top 36, while the bores 5 start from the top 36 and end in front of the Uriersciic ί; ι. Through these bores, the deformation paths during the plastic deformation of the cover 3 can be increased (tuning fork effect). The stopper-like cover 3 has a straight cylindrical jacket surface 3c. In the left half of FIG. 1 and 2, the cover 3 is shown in its deformed shape, which it assumes below the transition temperature. The lid is in the receiving opening! of the vessel 2 in the FIG. 1 brought the closed position shown in which between the inner wall 2 » in the area of the opening 1 and the lateral surface 3c, a gap S is formed. When heated to or above the transition temperature, the cover assumes the configuration shown on the right in FIGS. 1 and 2, the gap S being closed. As already mentioned in the annex of the description, the outer surface 3r and inner wall 2a need not necessarily be straight-cylindrical, but rather conical, spherical-layer-like, ellipsoidal shapes are used to improve the anchoring between cover 3 and vessel 2 in question.

Der gezeigte Stopfen könnte in anderer Ausgestaltung — wie erwähnt — neben einer massiven Ausbildung auch als Hohlkörper ausgebildet sein. Außer den Bohrung τ könnten Schluzanordnui.gen wie in den F i g. 3 und 4 jezeigt vorgesehen sein, wobei in der Fig. 3 ein Schlitzgitter 6 und ii, der F i g. 4 konzentrische Ringe 7 ausgebildet ^rind, deren Tiefe kleiner als dieThe plug shown could in another configuration - as mentioned - be configured as a hollow body in addition to a solid configuration. In addition to the borehole τ, Schluzanordnui.gen as shown in FIGS. 3 and 4 each be provided, wherein in FIG. 3 a slotted grid 6 and ii, the F i g. 4 concentric rings 7 formed ^r ind, the depth of which is smaller than that

jo Höhe des jeweiligen Stopfens is^f. A>.;eh ist es möglich, in dem Deckel offene oder geschlossene Poren entsprechender Größe auszubilden; dies kann z. B. schon beim Gießen entsprechender Körper aus der flüssigen Phase geschehen.jo height of the respective plug is ^f . A>.; it is always possible to form open or closed pores of the appropriate size in the cover; this can e.g. B. happen when casting the corresponding body from the liquid phase.

J5 Mittels bekannter Überzugstechniken, wie Tauchen, Sprühen. Aufdampfen oder dergl. kann der fertig mit Bohrungen versehene Deckel i oder ein anderer Deckel mit einem Korrossionsschutz überzogen werden. Der Korrosionsschutz muß die Rückverformung mitmachen können, so daß nur duktile oder elastische Werkstoffe in Frage kommen.J5 Using known coating techniques such as dipping, spraying. By means of vapor deposition or the like, the cover i, which is already provided with holes, or another cover can be coated with a corrosion protection. The corrosion protection must be able to take part in the recovery, so that only ductile or elastic materials come into question.

Es ist möglich, auf der Mantelfläche 3c bei der gezeigten Ausführungsform — aber auch bei anderen Ausführungsformen — in den Spalt eingreifende Dichtelemente vorzusehen, die beim Schließen des Spaltes sich unter dem dann aufbauenden Druck verformen. Hier wird auf Folien oder Ringelemente verwiesen, die entweder auf der Innenw andung 2a und/oder auf der Außenwandung 3c und vergleichbaren Flächen bei anderen Au^führungsformen aufgebracht werden können.It is possible on the lateral surface 3c in the embodiment shown - but also in other embodiments - Provide sealing elements engaging in the gap, which are under when the gap is closed deform the pressure that then builds up. Reference is made here to foils or ring elements that either have the inner wall 2a and / or on the outer wall 3c and comparable surfaces in other embodiments can be applied.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist die Aufnahmeöffnung 1 des Gefäßes 2 durch eine Deckelkappe 8 überdeckt, die auf der Stirnfläche 26 des Gefäßes aufliegt. Auf die Deckelkappe 8 wird eine Arretierhaube 9 aufgesetzt, die z. B. aus artgleichem Material hergestellt ist, vorzugsweise auch aus einer Titan-Nickel-Legierung, die aber nicht den Memory-Effekt zeigt. Nach Erwärmen auf die Umwandlungstemperatur geht die Arretierhaube 9 von dem in der linken Hälfte der F i g. 5 eo gezeigten Konfiguration in die in der rechten Hälfte gezeigte Konfiguration über. d. h.. sie zieht die Deckelkappe sicher gegen die Eingriffsfläche 26, wobei gleichzeitig ein Dichteingriff zwischen der Außenwandung 2c des Gefäßes im Bereich der Öffnung 1 aufgebaut wird. In diesem Bereich können auch wieder zusätzliche Dichtelemente eingebracht werden.In the embodiment according to FIG. 5, the receiving opening is 1 of the vessel 2 is covered by a cover cap 8 which rests on the end face 26 of the vessel. On the cover cap 8, a locking hood 9 is placed, the z. B. made of the same material is, preferably also made of a titanium-nickel alloy, but which does not show the memory effect. To The locking hood 9 is heated to the transition temperature from that shown in the left half of FIG. 5 eo into the configuration shown in the right half. d. h .. she pulls the lid cap secure against the engagement surface 26, at the same time a sealing engagement between the outer wall 2c of the vessel is built up in the area of the opening 1. In this area you can also add additional Sealing elements are introduced.

Es ist nicht unbedingt erforderlieh, daß bei Verwendung einer Deckelkappe eine diese vollständig überdek-It is not absolutely necessary that when using a cover cap that completely covers it

kende Arretierhaube 9 zum Einsatz kommt, Es isi auch möglich, daß ein Arretierring verwendet wird, wie er z. B. durch die gestrichelte Linie 10 in Fig. 5 begrenzt ist.Kende locking hood 9 is used, it isi too possible that a locking ring is used like him z. B. limited by the dashed line 10 in FIG is.

Bei der in der F i g. 6 gezeigten Ausführiingsform des Deckelsystems ist ein gesonderter Deckel in Form eines .Stopfens 11 vorgesehen. Die Abmaße des Stopfens 11 sind so gewählt, daß er in die Füllöffnung 12 eines Gefäßes 13 einführbar ist. Der Stopfen und das Gefäß sind jeweils mit in Schließstellung einander r;~genüberstehenden umlaufenden Ausnehmungen 11.7 und 13.) versehen, wobei die unten offene Ausnehmung 11;) nach dem Einbringen des Hohlrings 14 durch einen Sperring 11£> geschlossen wird. Dieser kann auf den Stopfen 11 aufgeschraubt, aufgeklebt oder auf andere für das Stopfenmaterial geeignete Weise befestigt werden. Anstelle des Rings 116 könnte auch eine Kappe zum Schließen der Ausnehmung Wa herangezogen werden. Gegebenenfalls wäre es auch möglich, den Ring 14 unter elastischer Verformung in eine vollständige Ringausnehmung einzubringen, wenn dies die Memory-Eigenschaften nicht beeinflußt. Die Breite des Spaltes 5 ist in der F i g. 6 übertrieben groß dargestellt.In the case of the FIG. 6, a separate cover in the form of a plug 11 is provided. The dimensions of the stopper 11 are selected so that it can be inserted into the filling opening 12 of a vessel 13. The stopper and the vessel are each provided with circumferential recesses 11.7 and 13. This can be screwed onto the stopper 11, glued or fastened in some other way suitable for the stopper material. Instead of the ring 116, a cap could also be used to close the recess Wa . If necessary, it would also be possible to introduce the ring 14 into a complete ring recess with elastic deformation, if this does not affect the memory properties. The width of the gap 5 is shown in FIG. 6 shown exaggerated.

Die Tiefe der Ringausnehmu'ig Wu ist so gewählt, daß bei einer Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur ein plastisch verformter Arretierhohlring 14 in sie eingebracht werden kann. Nach Einführen des Stopfens 11 und Erwärmen des Arretierhohlrings 14 geht dieser aus seiner in der F i g. 6 links gezeigten Konfigu ition in die rechts gezeigte Konfiguration über, jo Der Hohlring 14 übernimmt dabei die Arretierung des Stopfens 11 im Gefäß 13 und gleichzeitig die Abdichtung zwischen Deckel 11 und Gefäß 13 gegen eindringende Medien. Bei der Konstruktion ist über den engen Spalt S zwischen Stopfen 11 und Gefäß 13 bereits ein erheblicher Korrosionswiderstand gegen eintretende Medien gegeben.The depth of the Ringausnehmu'ig Wu is chosen so that it can be introduced at a temperature below the ambient temperature, a plastically deformed Arretierhohlring 14 in them. After inserting the stopper 11 and heating the locking ring 14, it goes out of its position in FIG. 6 configuration shown on the left into the configuration shown on the right, jo The hollow ring 14 takes over the locking of the stopper 11 in the vessel 13 and at the same time the seal between the lid 11 and the vessel 13 against penetrating media. In the construction, there is already considerable corrosion resistance against the ingress of media via the narrow gap S between the stopper 11 and the vessel 13.

Zur Erhöhung des Korrosionswiderstandes kann auch dieser Hohlring mit der bereits erwähnten Korrosionsschutzschicht versehen werden. Darüber hinaus kann anstelle des Hohlrings auch ein ringförmiger VoII-körper oder ein mit vorzugsweise geordneten Bohrungen oder mit Schlitzen versehener oder offene oder geschlossene Poren aufweisender Ring eingesetzt werden. Auch können im Eingriffsbereich zwischen Arretierring 14 und Deckel die bereits erwähnten Dichtelemente vorgesehen sein.To increase the corrosion resistance, this hollow ring can also be provided with the corrosion protection layer already mentioned be provided. In addition, an annular solid body can also be used instead of the hollow ring or one with preferably ordered bores or with slots or open or closed pore ring can be used. Can also be in the engagement area between the locking ring 14 and cover the already mentioned sealing elements can be provided.

Nach Erläuterung der F i g. 6 wird verständlich, daß ein Deckelsystem mit in Ausnehmungen eingreifendem Ring auch angewendet werden kann, wenn anstelle eines Stopfens ein das Ende des Gefäßes kappenartig übergreifender Deckel zum Einsatz kommt. In diesem Falle würde die Ausnehmung im Gefäß auf der äußeren Mantelfläche liegen, während die Ausnehmung im Dekkel auf der Innenfläche des kappenartigen Deckels ausgebildet ist.After explaining the F i g. 6 it will be understood that a lid system with recessed Ring can also be used if, instead of a stopper, the end of the vessel is cap-like overlapping lid is used. In this case, the recess in the vessel would be on the outer The outer surface lies, while the recess is in the lid is formed on the inner surface of the cap-like lid.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 7 ist ein Gefäß 15 im Bereich des freien Endes mit einer Hinterschneidung 16 versehen. Der zugeordnete Deckel 17 liegt mit einer ringförmigen Eingriffsfläche auf einer entsprechenden Eingriffsfläche 17a auf. Der Flausch 176 des Deckels 17 ist mit einer der Hinterschneidung 16 entsprechenden Hinterschneidung 18 versehen. In den Bereichen der Hinterschneidungen 16 und 18 liegt innen ein Arretierring 19 mit V-förmigem Querschnitt. Die Schenkel 19;? und \9b liegen bei in Schließstellung befindlichem Deckel 17 vor den Hinterschneidungen 16 bzw. 18. Bei Erwärmung des Arretierrings 19 geht der Ring aus der in der I· i g. 7 links gezeigten Konfiguration in die in der Figur rechts gezeigte Konfiguration über, wobei sich der Winkel zwischen den Schenkeln 19.) und 19Λ verkleinert und die Schenkel in Anlage an Klemmflächen 16;) und 18;) der Hinterschneidungen 16 bzw. 18 kommen. Dadurch werden die Eingriffsflächen 15;) und 17;) gegeneinander beaufschlagt. Im Bereich der Eingriffsflachen von Deckel und Behälter und im Bereich der Eingriffsflächen zwischen Ring 19 und Behälter 15 bzw. Deckel 17 können wiederum Dichtelemente vorgesehen sein. Zur Zentrierung des Ringes 19 weist der Deckel 17 einen Zentrieransatz 17i> auf, der in die Ringöffnung 19cdes Arretierrings eingreift.In the embodiment according to FIG. 7, a vessel 15 is provided with an undercut 16 in the region of the free end. The associated cover 17 rests with an annular engagement surface on a corresponding engagement surface 17a. The fleece 176 of the cover 17 is provided with an undercut 18 corresponding to the undercut 16. A locking ring 19 with a V-shaped cross-section is located on the inside in the areas of the undercuts 16 and 18. The legs 19 ;? and \ 9b lie in front of the undercuts 16 and 18 when the cover 17 is in the closed position. When the locking ring 19 is heated, the ring goes out of the position shown in FIG. 7 configuration shown on the left into the configuration shown on the right in the figure, the angle between the legs 19) and 19Λ decreasing and the legs coming into contact with clamping surfaces 16;) and 18;) of the undercuts 16 and 18, respectively. As a result, the engagement surfaces 15;) and 17;) are acted upon against one another. In the area of the engagement surfaces of the cover and container and in the area of the engagement surfaces between the ring 19 and the container 15 or cover 17, sealing elements can in turn be provided. To center the ring 19, the cover 17 has a centering shoulder 17i> which engages in the ring opening 19c of the locking ring.

Je nach Anwendungszweck kann der Memory-Effekt bei den vorstehend beschriebenen Deckeln oder gesonderten Arretierbauelementen so gestaltet werden, daß das Memory-Bauteil sich nur einmal in die Ausgangslaee rückverformen läßt oder daß es bei Einstellen der notwendigen Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur wieder ausgebaut werden kann, was eine wiederholte Nutzung des Behälters ermöglicht. Bei Ausbildung des Arretierbauelements als Deckel selbst müßte je nach Anwendungsfall die Innenstruktur so gewählt werden, daß der gewünschte Schließeffekt erreicht wird, z. B. gasdicht, flüssigkeiisdicht, dicht gegenüber eingebrachtem Granulat oder Pulver oder dgl. Ein Deckel mit offenporiger !nnenstruktur würde bei einem Gas entwickelnden Granulat mit Teilchengröße größer Porendurchlässigkeit das Granulat sicher im Behälter halten, jedoch einen Druckaufbau durch das abgegebene Gas verhindern. Ein Endlagerbehälter für radioaktive Stoffe sollte jedoch gasdicht sein. z. B. müssen dann die Bohrungen 4 und 5 in F i g. 1 Sackbohrungen sein.Depending on the application, the memory effect can be used with the lids described above or separately Locking components are designed so that the memory component is only once in the starting hole Can be re-deformed or that it can be expanded again when the necessary temperature is set below the transition temperature, which is a allows repeated use of the container. When the locking component is designed as a cover itself Depending on the application, the internal structure would have to be chosen so that the desired closing effect is achieved will, e.g. B. gas-tight, liquid-tight, tight against introduced granules or powder or the like. A Lids with an open-pored internal structure would be larger with particle size in the case of gas-evolving granules Pore permeability keep the granules securely in the container, but a pressure build-up due to the dispensed Prevent gas. A final storage container for radioactive substances should, however, be gas-tight. z. B. must then the holes 4 and 5 in F i g. 1 be blind holes.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Container, consisting of a vessel and a cover unit having at least one cover for closing the vessel including at least one locking component that holds the lid locked on the engagement surface of the vessel assigned to it, characterized in that that the locking component (3; 9; 14; 19) is made of an alloy with shape memory and the locking takes place in the deformed state of the alloy.

2. Container according to claim 1, characterized in that the locking component of the cover (3) itself is.

3. Container according to claim 1, characterized in that the lid unit consists of at least one Ceiling! (8; Is; 17) and a separate locking element (9; 14; 19) exists.

4. Container according to one of claims 1-3, characterized in that the alloy repeats can be subjected to re-deformation or only allows a single re-deformation.

5. Container according to one of claims 1-4, characterized in that the locking component has an internal structure selected from the group of the following structures: solid, hollow (14), with Provide bores (3), provided with slots (6; 7), single-pored and open-pored.

6. Container according to one of claims 1–5, thereby characterized in that the locking component has an outer structure selected from the group below Has structures: cylinder-like (3), cone-like, double-cone-like. ellipsoidal, spherical segment-like, cap-like (9), ring-like (14; 19).

7. Container according to one of claims 1-6, characterized in that on the engagement surface of the locking element elevations and / or depressions are formed.

8. Container according to one of claims 1-7, characterized in that between the locking component and at least one separate sealing element is introduced into the vessel.

9. Container according to one of claims 1-8, characterized in that the locking component is covered with a corrosion protection layer made of a ductile or elastic material.

10. A method for closing the container according to any one of claims 1-9, characterized in that that for the locking component an alloy with shape memory with a temperature below the application temperature the transition temperature lying within the container is selected,

that the locking component taking into account the reversible and irreversible portion of it associated shape deformation into a secure locking engagement of the cover unit resulting Configuration is brought,

that at a temperature below the transformation temperature, the locking component is plastically deformed into a configuration which enables the cover unit to be brought into a position allowing the device to be closed,
that the cover unit is then brought into the closed position.

that at least the Arrctierbaueicment is heated to at least conversion temperature in order to bring the cover unit into locking engagement, and
that thereafter at least the locking component is kept at an application temperature lying at or above the transition temperature.