DE3708818A1 - Vorrichtung zur entnahme einer probe aus einer glasschmelze - Google Patents

Vorrichtung zur entnahme einer probe aus einer glasschmelze

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Verglasen hochradioaktiver Abfallösungen wird in einem keramischen Schmelzofen durchgeführt. Um den Ver­ glasungsprozeß durchführen zu können und dichtebedingte Ablagerungen in der Glasschmelze, wie zum Beispiel Me­ talle und Edelmetalle, feststellen zu können, ist es notwendig, Proben aus dem Schmelzofen zu entnehmen. Bisher wurden Glasreste am Bodenauslauf des Schmelz­ ofens als Proben entnommen. Dabei ist die Probennahme auf den Bereich der Auslaßöffnung beschränkt. Eventuell entstehende Ablagerungen in einem anderen Bereich des Glasschmelzofens können nicht untersucht werden.
Aus der DE-PS 29 11 008 ist eine Vorrichtung zur Entnahme von geschmolzenem Glas aus einer Wanne bzw. einem Glas­ schmelzofen bekannt, welche eine um ihre Achse drehba­ re, durch ein in der Seitenwand des Glasschmelzofens befindliches Stichloch einführbare Stange aufweist, die drehbar und mit ihrem freien vorderen Ende in die Glas­ schmelze eintauchbar ist. Über eine Antriebsvorrichtung ist diese Stange im wesentlichen axial aus dem seitli­ chen Stichloch herausführbar.
Aufgrund der unterschiedlichen Dichte der Glasschmelze und der Schwer- und Edelmetalle werden die Metalle beim Herausziehen der Vorrichtung in der Schmelze abgespült. Eine repräsentative Probe ist mit dieser Vorrichtung nicht zu gewinnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, durch die fernbedient repräsentative Proben aus verschiedenen Bereichen der Glasschmelze unter leichterer und ein­ facherer Fernhantierung gewonnen werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einem Kranha­ ken am inneren Trägerrahmen erfaßt werden. Das Eigen­ gewicht der übrigen Vorrichtungsteile wirkt dabei in Richtung "Schließen" der Vorrichtung.
Die Vorrichtung wird mit dem Zellenkran über einen ge­ öffneten Ofenstutzen auf der Oberseite des Glasschmelz­ ofens positioniert. Über den Kran wird die geschlossene Vorrichtung mit dem Bereich des Führungsrohres in die Glasschmelze definiert tief abgesenkt. Durch eine rela­ tive Verschiebung des Trägerrahmens im Führungsrahmen abwärts werden die Greiferhalbschalen in einem Radius auseinander in die geöffnete Stellung verschwenkt. An­ schließend wird der Trägerrahmen im Führungsrahmen wie­ der aufwärts bewegt, so daß die Greiferhalbschalen zu­ sammenschwenken und dabei eine Glasprobe in dem von ihnen gemeinsam gebildeten Aufnahmeraum einschließen.
Die Vorrichtung wird aus dem Schmelzofen nach oben ge­ zogen und zur weiteren Behandlung abtransportiert.
Die relative Verschiebung der beiden Rahmen kann auf­ grund des einfachen Aufbaus durch die in kerntechni­ schen, abgeschirmten Zellen vorhandenen Fernhantie­ rungsgeräte erfolgen.
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung gemäß dem Kennzei­ chen des Anspruchs 2 wird die Relativbewegung zwischen dem Führungsrahmen und dem Trägerrahmen in funktions­ sicherer Weise in die Schwenkbewegung der Greiferhalb­ schalen umgesetzt.
Gemäß dem Anspruch 3 ist im Führungsrohr ein dicht an der Zugspindel anliegender Dichtring eingesetzt. Durch diesen Dichtring wird der Hohlraum zwischen Führungs­ rohr und Zugspindel nach oben hin gasdicht geschlossen. Bei dem Eintauchen in die Glasschmelze entsteht so ein Luftpolster in dem Führungsrohr, das weitgehend den Eintritt von flüsssigem Glas zwischen Zugspindel und Führungsrohr verhindert.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 4 zur Erzielung der Relativbewegung zwischen Führungsrah­ men und Trägerrahmen vorgeschlagen.
Werden die mit dem Glas in Kontakt kommenden Teile der Vorrichtung gemäß dem Anspruch 5 mit einer Graphit­ schicht versehen, so kann die Glasprobe nach dem Er­ kalten leicht aus den Greiferhalbschalen entnommen wer­ den. Das an dem übrigen Metall anhaftende Glas läßt sich leicht entfernen, so daß die fernbedienbare Vor­ richtung schnell für die nächste Glasprobennahme wieder einsetzbar ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenfläche des Führungsrohres mit einer Län­ genmeßskala versehen. Diese sichtbare Längeneinteilung erlaubt die genaue Positionierung der Probennahmevor­ richtung innerhalb des Glasschmelzofens. Es kann da­ durch aus einem genau vorbestimmten Bereich der Schmel­ ze eine Probe entnommen werden.
Durch die gemäß Anspruch 7 angeordnete Arretierung kann die Vorrichtung sicher aus der Schmelze heraus bewegt und an einen beliebigen Ort transportiert werden, ohne daß ein vorzeitiges Öffnen des Aufnahmeraumes zu be­ fürchten ist.
Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur Glaspro­ bennahme geschaffen, die leicht fernhantierbar ist und über ihre einfache Fernbedienbarkeit eine sichere Glas­ probennahme an einem beliebigen Ort in der Glasschmelze erlaubt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine defi­ nierte, unvermischbare Probe gewonnen werden. Bei dem Nachobenziehen des Probengreifers bleibt die aus dem bodennahen Bereich genommene Probe sicher eingeschlos­ sen und kann sich nicht mit der Schmelze aus anderen Bereichen vermischen.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Glasprobennahme im Teil­ schnitt, wobei die linke Hälfte geschlossene und die rechte Hälfte geöffnete Greiferhalbschalen zeigt,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1.
Die gezeigte fernbedienbare Vorrichtung zur Entnahme einer Glasprobe weist einen rechteckigen, senkrecht stehenden, offenen Führungsrahmen 5 auf, der mit verti­ kalen Innenführungen 7 versehen ist. In diesen Innen­ führungen 7 ist ein ebenfalls rechteckiger, senkrecht stehender Trägerrahmen 9 angeordnet, der relativ zum Führungsrahmen 5 in diesem verschiebbar und zur Auf­ nahme mittels eines Kranhakens geeignet ist.
Der Boden 11 des Führungsrahmens 5 ist mittig von einem Führungsrohr 13 durchdrungen. Im oberen Teil des Füh­ rungsrohrs 13 ist ein O-förmiger Dichtring 15 einge­ setzt. In dem Führungsrohr 13 ist eine koaxiale Zug­ spindel 17 verschiebbar angeordnet, die am Boden 19 des Trägerrahmens 9 über einen mit einer Mutter 21 ver­ schraubten Bolzenansatz 23 befestigt ist. Am Ende des Führungsrohrs 13 und am Ende der Zugspindel 17 sind zwei Hebelgelenkpaare 25, 26 gegenüberliegend ange­ bracht, die jeweils eine Greiferhalbschale 27, 29 tragen, deren Aufnahmeöffnungen zueinander gewandt sind. Die Greiferhalbschalen 27, 29 bilden in zusammen­ liegender Position einen Aufnahmeraum 31 für die Glas­ schmelze.
Jedes Hebelgelenkpaar 25, 26 weist zwei drehbar an dem Führungsrohr 13 angelenkte Festhebel 33 auf. Die freien Enden der Festhebel 33 sind unter Bildung eines spitzen Winkels mit jeweils einem Ende eines Traghebels 35 drehbar verbunden. Die freien Enden der Traghebel 35 sind am Ende der Zugspindel 17 diametral angelenkt. An der unteren Flanke jedes Traghebels 35 ist ein starres Trägerstück 37 angeschweißt, wobei die beiden Träger­ stücke 37 eines Hebelgelenkpaares 25 bzw. 26 am anderen Ende die jeweilige Greiferhalbschale 27 bzw. 29 tragen.
Der Führungsrahmen 5 weist am oberen Ende seitlich ei­ nen angeschweißten, nach vorn herausstehenden Lagerbock 39 auf, der ein Drehgelenk 41 für einen zweiarmigen Betätigungshebel 43 bildet. Das kürzere Ende des Be­ tätigungshebels 43 ist mit einem Langloch 45 versehen, in das ein seitlich am Trägerrahmen 9 angebrachter Führungsbolzen 47 faßt.
Am Führungsrahmen 5 ist im Schwenkbereich des Betäti­ gungshebels 43 eine Arretierung 49 angebracht, durch die der Betätigungshebel 43 in der Schließposition ge­ sichert werden kann. In die Arretierungsöse 49 kann ein Ende einer Sicherungsklammer eingehängt werden, deren anderes Ende in eine Hebelbohrung 51 greift.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt.
Die beschriebene Vorrichtung wird vom Zellenkranhaken am Trägerrahmen 9 erfaßt. Die Vorrichtung wird im ge­ schlossenen Zustand mit dem Zellenkran über einen ge­ öffneten Stutzen des Glasschmelzofens gebracht und in die Glasschmelze mit einer vorbestimmten Tiefe abge­ senkt. Dabei ist es vorteilhaft, den oberen Bereich des Führungsrohrs 13 mit einer gut sichtbaren Zentimeter­ einteilung zu versehen. Dieses erlaubt, auf den Zenti­ meter genau eine Probe aus einem vorbestimmten Bereich innerhalb der Schmelze zu entnehmen.
Der Hohlraum zwischen Führungsrohr 13 und Zugspindel 17 ist nach oben hin durch den Dichtring 15 gasdicht ge­ schlossen. Das so entstehende Luftpolster verhindert weitgehend den Eintritt des flüssigen Glases zwischen Zugspindel 17 und Führungsrohr 13.
Mit einem in den kerntechnischen Zellen vorhandenen Ma­ nipulator drückt man nun den Betätigungshebel 43, der Führungsrahmen 5 und Trägerrahmen 9 verbindet, nach oben. Die Kraft wird von dem nach unten gleitenden Trä­ gerrahmen 9 über die Zugspindel 17 auf die Hebelgelenk­ paare 25 und 26 übertragen. Die Greiferhalbschalen 27 und 29 schwenken voneinander weg. Nun wird der Betäti­ gungshebel 43 wieder nach unten gedrückt. Die oval aus­ gebildeten Greiferhalbschalen 27 und 29 schließen, in dem sie sich gegeneinander bewegen. In dem Aufnahmeraum 31 der Greiferhalbschalen 27 und 29 befindet sich eine Probe der Schmelze.
Mit dem Kran wird die Vorrichtung senkrecht nach oben aus dem Glasschmelzofen gezogen und zum Erkalten der Probe in eine Abstellposition gebracht. Über Angreifen mittels eines Manipulators und Nachobendrücken des Betätigungshebels 43 werden die Greiferhalbschalen 27 und 29 wieder geöffnet, so daß die Glasprobe entnommen werden kann. Die Vorrichtung, die einen Glasprobengreifer darstellt, ist nun für die nächste Probenahme wieder einsetzbar.
  • Bezugszeichenliste  5 Führungsrahmen
     7 vertikale Innenführungen
     9 Trägerrahmen
    11 Boden
    13 Führungsrohr
    15 Dichtring
    17 Zugspindel
    19 Boden des Trägerrahmens
    21 Mutter
    23 Bolzenansatz
    25 Hebelgelenkpaar
    27 Greiferhalbschale
    29 Greiferhalbschale
    31 Aufnahmeraum
    33 Festhebel
    35 Traghebel
    37 Trägerstück
    39 Lagerbock
    41 Drehgelenk
    43 Betätigungshebel
    45 Langloch
    47 Führungsbolzen
    49 Arretierungsöse
    51 Hebelbohrung

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Entnahme einer Probe aus einem Glas­ schmelzofen, die einen durch eine Ofenöffnung in das Ofeninnere einführbaren Probengreifer aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) ein rechteckiger, senkrecht stehender, offener Füh­ rungsrahmen (5) ist seitlich mit vertikalen Innen­ führungen (7) versehen,
  • b) in den Innenführungen (7) ist ein vertikal, relativ zum Führungsrahmen verschiebbarer Trägerrahmen (9) angeordnet,
  • c) der Boden (11) des Führungsrahmens (5) ist von einem Führungsrohr (13) durchdrungen,
  • d) in dem Führungsrohr (13) ist eine koaxiale Zugspin­ del (17) verschiebbar angeordnet, die am Boden (19) des Trägerrahmens (9) befestigt ist,
  • e) am Ende des Führungsrohrs (13) und am Ende der Zug­ spindel (17) sind zwei Hebelgelenkpaare (25, 26) zum Verschwenken zweier zusammenwirkender Greiferhalb­ schalen (27 und 29) angeordnet, die in zusammenge­ schwenkter Stellung einen abgeschlossenen Aufnahme­ raum (31) für die Probe bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) jedes Hebelgelenkpaar (25 bzw. 26) weist zwei dreh­ bar an dem Führungsrohr (13) diametral angelenkte Festhebel (33) auf,
  • b) die anderen Enden der Festhebel (33) sind unter Bil­ dung eines spitzen Winkels mit jeweils einem Trag­ hebel (35) drehbar verbunden, deren andere Enden am Ende der Zugspindel (17) diametral angelenkt sind,
  • c) an der unteren Flanke jedes Traghebels (35) sind starre Trägerstücke (37) angebracht,
  • d) an den beiden Trägerstücken (37) jedes Hebelgelenk­ paares (25, 26) ist eine Greiferhalbschale (27 bzw. 29) angebracht, wobei die beiden Greiferhalbschalen (27, 29) im geschlossenen Zustand der Vorrichtung einen in etwa kreisförmigen Aufnahmeraum (31) bil­ den.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Führungsrohr (13) ein dicht an der Zugspindel (17) anliegender Dichtring (15) eingesetzt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Greiferhalbschalen (27, 29) ein seitlich am Führungsrahmen (5) drehbar angebrachter zweiarmiger Betätigungshebel (43) vorhanden ist, dessen kürzeres Ende über eine Langlochführung (45) am Träger­ rahmen (9) angelenkt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferhalbschalen (27, 29) und die mit der Glasschmelze in Kontakt kommenden Teile der Vorrichtung mit Graphit beschichtet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Führungsrohres (13) mit einer Längenmeßskala versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Führungsrahmen (5) eine Arretierung (49, 51) für den in die Schließstellung geschwenkten Betätigungshe­ bel (43) angeordnet ist.
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