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Titel der Erfindung
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Deckelbefestigung für Abschirmbehälter zum Transport radioaktiver
Stoffe Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Deckelbefestigung
für größere AbschirmbehClter zum Transport von radioaktiven Stoffen, vorwiegend
Abfällen, zwischen Füll- und Entleerstellen.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Befestigung
der Deckel von größeren Abschirmbehältern werden überwiegend Schrauben verwendet.
Dieses Verfahren ist in der Kerntechnik aber ungünstig, da verbunden mit der hohen
Zeitdauer, der Nähe des Personals am Objekt und der Häufigkeit dieser Arbeiten beim
Transport von radioaktiven Abfällen, die Strahlenbelastung hohe Werte erreicht.
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Es sind auch Schraubvorrichtungen bekannt, die den Nachteil des hohen
Zeitaufwandes des Personals in der Nähe des Strahlungsobjektes eliminieren, jedoch
sind sie maschinentechnisch sehr aufwendig.
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Es sind für das Verschließen von Absohirmbehältern auch andere Systeme
bekannt, die aus Einzelverschlüssen von Bolzen mit Schultern und unter diese eingeschobene
Schiebestücke bestehen. Dieses Verschlußsystem ist zwar im Hinblick auf Robustheit
und Funktionssicherheit bedeutungsvoll,
besitzt allerdings den Nachteil,
daß durch die horizontal angelegte Betätigungsrichtung des \Terschlußtükkes die
universelle Anwendung eingeschränkt ist.
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Weiterhin sind auch Deckelbefestigungen bekannt, bei denen die Befestigungselemente
nach den Prinzipien des Bajonettverschlusses oder als Spannbügel ausgebildet sind.
Diese Art der Befestigungen bezieht sich aber auf kleinere Transportbehälter und
eine Ubertragung auf größere Abmessungen ist unvorteilhaft.
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Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Deckelbefestigung
für Abschirmbehälter zum Transport von radioaktiven Stoffen zu schaffen, die für
Fernbetätigung geeignet ist, wenig Bedienungsaufwand und Bedienungswege erfordert,
des weiteren aber aus Teilen der Massenfertigung herstellbar ist.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Die Aufgabe besteht darin, eine
Deckelbefestigung für Abschirmbehälter zu schaffen, die an Stelle der herkömmlichen
Stiftschraubenverbindung aus schnell wirkenden Befestigungselementen besteht, die
sowohl fernbedient als auch von Hand mit geradlinigem Bewegungsablauf in Richtung
der Behälterachse bedienbar sind.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem an Stelle der sonst üblichen.StiStschraube
am Abschirmbehälter ein Bolzen eingeschraubt ist, dessen überstehendes Teil mit
einer umlaufenden Nut zur Aufnahme von Kugeln einer Verriegelungshülse derart versehen
ist, daß in der verriegelten Position diese Kugeln an der oberen angepaßten Schulter
der Bolzennut anliegen, zur unteren schrägen Schulter der Bolzennut Beispiel besitzen
und sich die Kugeln dabei gleichseitig in einer Käfigbuchse befinden, die sich mit
ihrer
unteren Stirnfläche gegen den Deckel des Abschirmbehälters
abstützt. Zur Fixierung der Kugeln in dieser Lage ist eine außen liegende Hülle
vorhanden, die durch eine in Bolzenachse wirkende Druckfeder gegen die Käfigbuchse
verspannt ist.
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Zur Gewährleistung der einfachen Aufhebung der Befestigung mit geradliniger
Bewegung eines Stößels oder von Hand in Richtung der Bolzenachse mit Richtungssinn
auf den Deckel, ist die Hülle so beschaffen, daß am Anschlag der Bewegung solche
Freiräume für die Kugeln vorhanden sind, daß diese durch den relativ zur Verriegelungshülse
bewegten Bolzen verdrängbar sind, beim Öffnen oder Schließen des Abschirmbehälters
dort Aufnahme finden und dadurch bei weiter wirkender Druckkraft, Montagevorgänge
zwischen Deckel und Zylindermantel unbehindert sind.
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Die Wegnahme der Druckkraft und die Beibehaltung der Freiräume wird
dadurch ermöglicht, daß Hülle und Käfigbuchse blockierbar sind und damit Voraussetzungen
existieren, daß die Verriegelungshülse vom Bolzen abnehmbar ist.
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Die Deckelbefestigung ist weiterhin so beschaffen, daß zur Durchfäbrung
der Justierung der Befestigung die äußere Hülle einen Boden mit verschließbarer
Mittelbohrung und der Bolzen am herausstehenden Ende einer Steckschlüsseln zugepaßte
Form besitzen.
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Der komplettierte Stoßschutz für die Elemente der Deckelbefestigung
besteht aus am Deckel befestigten Rippen oder Näpfen mit Höhenübermaß zum Niveau
des Bodens der Hülle der Verriegelungshülse.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß bereits mit Verschraubungen
ausgeführte Abschirmbehälter auf das neu vorgeschlagene System umrüstbar sind und
der Fernbetätigung zugänglich werden.
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Unabhängig davon ist auch die Bedienung von Hand möglich, wobei die
Bedienungsgeschwindigkeit sprunghaft steigt.
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Es werden günstige Bedingungen zur Senkung der Strahlenbelastung für
das Personal geschaffen; Es liegt im Wesen der Erfindung, daß die fernbetätigt betriebenen
Deckelspeichervorrichtungen oder Manipulatoren zur Bedienung der Abscnimnbehälter
sehr einfach sind und die Verriegelungselemente im Austauschbau für sehr unterschiedliche
Behältertypen, Deckelformen und -größen eingesetzt werden können.
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usführungsbeispiel Figur 1: Draufsicht auf einen Abschirmbehälter
mit 8 Stück Befestigungselementen und Stoßschutz.
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Figur 2: Schnitt A durch sin Befestigungselement - ohne Stoßschutz,
in verriegelter Position gezeichnet.
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Figur 3: Schnitt A durch ein Befestigungselement - ohne Stoßschutz,
in gelöster Position gezeichnet.
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Figur 4: Schnitt A - mit Stoßschutz, Verriegelungshülse ungeschnitten
gezeichnet.
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Die Befestigung von Zylindermantel 1 und Deckel 2 eines Abschirmbehälters
besteht aus mehreren Befestigungselementen 3. Ein Befestigungselement 3 besteht
aus dem eingeschraubten Bolzen 4 mit der Nut 5, mit Schultern 6 und 7, seiner Steckschlüsselform
8 und dem Konus 9 sowie der Verriegelungshülse 10, bestehend aus Kugeln 1i, Käfigbuchse
12, vorgespannter Druckfeder 13 und der Hülle 14 mit Boden 15, Mittelbohrung 16
und Verschluß 17.
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Die Käfigbuchse 12 besitzt mehrere Bohrungen 18 mit Rand 19 für die
Aufnahme der Kugeln 11. Weiterhin besitzt sie eine umlaufende Nut 20 als Fixierung
für die Druckfeder 13, die obere Stirnfläche 21 sowie eine Hinterdrehung 22 und
mehrere radial liegende Nuten 23 an der Stirnfläche 24.
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Die Hülle 14 besitzt den spitzen Konus 25, den stumpfen Konus 26,
den Absatz 27, mehrere Bohrungen 28 sowie den befestigten Boden 15. Neben der Mittelbohrung
16 besitzt der Boden 15 eine Nut 20 und die Anschlagfläche 29.
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In der gedrückten Position der Verriegelungshülse 10 ist der Freiraum
30 vorhanden.
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In der Umgebung der Befestigungselemente 3 befindet sich der am Deckel
2 verschweißte Stoßschutz 31 in Gestalt gebogener Rippen.
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Vor der Herstellung der Deckelbefestigung werden in den Zylindermantel
1 mit Feingewindeg versehene Bolzen 4 eingeschraubt. Der Bolzenüberstand richtet
sich nach der Dikke des Deckels 2 und der Höhe der Bohrungen 18 der Käfigbuchse
12.
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Zur Herstellung der Befestigung wird der Deckel 2 aufgelegt und anschließend
die Verriegelungshülse 10 über dem Bolzen 4 angesetzt. Bei Druckbelastung von oben
deformiert sich die Feder 13 solange, bis die Flächen 21 und 29 zum Anschlag kommen.
Diesem Weg entspricht der Abstand des Absatzes 27 bis kurz unter die Unterkante
der Bohrung 18.
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In dieser Stellung entsteht zwischen der Hinterdrehung 22 und dem
Absatz 27 der Freiraum 30, in den die Kugeln 11 über den Konus 9 verdrängt werden.
Stehen die Kugeln 11 auf Höhe der Nut 5, zusammenfailend mit oder vor der Kontaktaufnahme
der Stirnfläche 24 auf dem Deckel 2, so ist die äußere Druckkraft wegnehmbar. Die
Druckfeder 13 verschiebt die Hülle 14 und die Käfigbuchse>12 auseinander, so
daß die Kugeln 11 einleitend über den stumpfen Konus 26 und abschließend durch den
spitzen Konus 25 gegen die obere Schulter 6 des Bolzens 4 bewegt werden.
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Zur Einstellung der gewünschten Vorspannung benutzt man handelsübliche
oder sondergefertigte Steckschlüssel, die über die Mittelbohrung 16, nach Wegnahme
des Verschlusses
17, in die Steckschlüsselform 8 des Bolzens 4
eingeführt werden. Mit diesem Steckschlüssel wird der Bolzen 4 solange in der beabsichtigten
Richtung verdreht, bis die richtige Lage erreicht ist. Die richtig justierte Lage
ist dadurch gekennzeichnet, daß nach Kontaktnahme der Stirnfläche 24 auf dem Deckel
2 sowie der Kugeln ii an der Schulter 6, die Hülle 14 durch die Druckfeder 13 nur
soweit zagedrEckt werden kann, daß noch ein Spiel zwischen der Hinterdrehung 22
und dem Absatz 27 sowie zwischen den Kugeln 1i und der unteren Schulter 7 verbleibt.
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Zur Aufhebung der Befestigung wird eine äußere Druckkraft auf den
Boden 15 der Verriegelungshülse 10 aufgebracht.
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Dabei deformiert sich die Weder 13 solange, bis die Flächen 21 und
29 zum Anschlag kommen. Die Nuten 20 sind so tief eingestochen, daß die Feder 13
in dieser Anschlagstellung noch Platz findet. Zur Öffnung des Abschirmbehälters
gibt es im Hinblick auf die Bewegung zwei Möglichkeiten. Entweder der Deckel 2 verbleibt
in Verbindung mit einem Deckelspeicher in der alten Lage oder der Zylindermantel
1 steht ruhig und der Deckel 2 wird mit dem Dekkelspeicher zusammen in Öffnungsrichtung
bewegt. Stets werden dabei die Verriegelungshülse 10 relativ zum Bolzen 4 und bedingt
dadurch die Kugeln 11 mit der Schulter 6 in den Freiraum 30 verdrängt und außer
Eingriff gebracht.
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Bei Aufrechterhaltung der äußeren Druckkraft bleibt diese Situation
als mögliche Ausgangsstellung zur erneuten Schließung der Abschirmbehälter erhalten.
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Besteht die Notwendigkeit, die äußere Druckkraft gegen Null zu senken
und die gedrückte Position der Verriegalungshülse 10 zu erhalten, so ist mit einem
Stift 32, der durch die Bohrung 28 unter die Hinterdrehung 22 geschoben werden kann,
die Blockierung der Verriegelungshülse 10 vollzogen.
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Die Öffnung des Abschirmbehä.lters kann aber auch so erfolgen, daß
alle Verriegelungshülsen 10 in gedrückter Position und anschließend der Deckel 2
abgehoben werden.
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Die Abnahme der Verriegelungshülse 10 ist von Hand auch dann möglich,
wenn sie mit einer Hand gedrückt und mit der anderen Hand unter Verwendung eines
Schraubenziehers, der in eine Nut 23 eingeführt wurde, über die Schulter 6 gehebelt
wird. Damit die Kugeln ii im Montagezustand der Verriegelungshülse 10 nicht aus
den Bohrungen 18 austreten können, sind die Ränder 19 vorhanden. Die Dicke der Käfigbuchse
12, die Tiefe der Nut 5 sowie die Abmessungen des Randes 19 sind so gewählt, daß
die Kugeln ii im Befestigungszustand nicht am Rand 19 oder dem Grund der Nut 5 anliegen.
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Obwohl für die Funktion der Befestigung nicht erforderlich, ist es
zweckmäßig, die Befestigungselemente 3 mit einem Stoßschutz 31 zu umgeben. Damit
kann die Befestigung auch unter extremen Belastungen von Unfällen aufrecht gehalten
werden und zufälliges Anstoßen gefährdet nicht die Funktion einzelner Befestigungselemente
3.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Zylindermantel 2 - Deckel
3 - Befestigungselement 4 - Bolzen 5 - Nut 6 - obere Schulter 7 - untere Schulter
8 - Steckschlüsselform 9 - Konus 10 - Verriegelungshülse 1i - Kugeln 12 - Käfigbuchse
13 - Druckfeder 14 - Hülle 15 - Boden 16 - Mittelbohrung 17 - Verschluß 18 - Bohrung
19 - Rand 20 - Nut 21 - obere Stirnfläche 22 - Hinterdrehung 23 - Nuten 24 - Stirnfläche
25 - spitzer Konus 26 - stumpfer Konus 27 - Absatz 28 - Bohrung 29 - Anschlagfläche
30 - Freiraum 31 - Stoßschutz 32 - Stift