EP0301037B1

EP0301037B1 - Bestrahlungsanlage

Info

Publication number: EP0301037B1
Application number: EP88900339A
Authority: EP
Inventors: Ernst Bosshart
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1987-02-11
Filing date: 1988-01-05
Publication date: 1991-11-27
Anticipated expiration: 2008-01-05
Also published as: US4866281A; WO1988006340A1; CA1293100C; EP0301037A1; DE3866455D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungsanlage mit einer Bestrahlungskammer und einem Transportsystem für Transporteinheiten, welche mit zu bestrahlenden Gütern an einer Strahlungsquelle vorbeigeführt werden, welches eine gerade Anzahl symmetrisch zur Strahlungsquelle angeordnete Bestrahlungsbahnen aufweist, die zwischen einer ersten und einer zweiten Querbahn verlaufen, welche je die einen oder anderen Enden der Bestrahlungsbahnen miteinander verbinden und wovon eine Querbahn mit der Eingangs- und der Ausgangsstrecke des Transportsystems zu und von der Bestrahlungskammer in Verbindung steht.
Aus den CH-Patentschriften Nr. 536 544 und Nr. 537 076 ist eine Bestrahlungsanlage bekannt, in welcher Güter z.B. zur Entkeimung oder zur Aenderung ihrer pysikalischen Eigenschaften mit ϑ -Strahlen bestrahlt werden. In dieser bekannten Anlage werden die Transporteinheiten schubweise, während einer für jeden Schub vorbestimmten Zeit und entlang eines vorgegebenen für alle Transporteinheiten gleichen Wegmusters um eine strahlende Wand herum bewegt. Bei grösseren Mengen von mit der gleichen Strahlungsdosis zu bestrahlendem Gut, erfüllt diese bekannte Anlage ihre Aufgabe in befriedigender weise. Da in diesem Fall der Wechsel von einem Bestrahlungsprogramm zu einem anderen nicht allzu häufig erfolgen muss, werden auch die Betriebskosten nicht übermässig durch notwendige Umrüstkosten belastet.
Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass bei vielen Bestrahlungsaufgaben u.a. in der Medizin, in der Nahrungsmittelindustrie und in der Behandlung von Kunststoffen und Gläsern oft nur geringe Mengen von zu bestrahlendem Gut anfallen, so dass die Bestrahlungsanlage damit nur schlecht ausgenützt und ausgelastet werden kann.
In Fällen, wo nur kleine Gütermengen bestrahlt werden müssen, nehmen die Umrüstzeiten verglichen mit den Betriebszeiten, ein die Wirtschaftlichkeit der Bestrahlungsanlage stark beeinträchtigendes Ausmass an.
Aus einem Prospekt, datiert mit Juni 1983 der Firma Atomic Energy of Canada Limited, P.O.Box 13500, Kanata, Ontario, Canada, ist eine ϑ -Bestrahlungsanlage mit einer Hänge-Schienenbahn bekannt, auf welcher die Transportwagen mit den zu bestrahlende Gütern batchweise, manuell hin und zurück zur Bestrahlungskammer gebracht werden. Die Transportwagen mit den Gütern werden alle auf einem einzigen, festen Weg, einzeln durch das Labyrinth gefahren. Eine derartige Anlage kann für das Bedienungspersonal gefährlich sein und erfordert aufwendige Sicherheitseinrichtungen Die gleichzeitige Belegung der Bestrahlungskammer mit Gütern, die verschieden bestrahlt werden sollen, ist äusserst umständlich und unwirtschaftlich. Obwohl die Verweilzeit im Strahlungsbereich dosimetergesteuert sein kann, besteht bei dieser manuellen Art der Bedienung der Anlage eine beträchtliche Gefahr, dass Güter mit falschen Dosen bestrahlt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bestrahlungsanlage zu schaffen, in welcher kleinere Mengen von verschieden zu bestrahlenden Gütern gleichzeitig bestrahlt werden können, so dass die Bestrahlungskammer auch in diesen Fällen gut belegt ist und ausgenützt werden kann und bei der Umrüstungsarbeiten und -zeiten auf ein wirtschaftlich vertretbares Mindestmass reduziert werden. Weiter soll die Bestrahlungsanlage ein hohes Mass an Sicherheit für das Bedienungspersonal bieten. Die Anlage soll im Betrieb vom Personal nicht betreten werden müssen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Bestrahlungsanlage gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Querbahn eine Verschiebevorrichtung für das Beund Entladen sowie das Umladen der Bestrahlungsbahnen mit und von den Transporteinheiten aufweist und die Transporteinheiten Steuerelemente aufweisen, mit denen der Weg jeder Ttransporteinheit im Transportsystem vorbestimmt wird, und welche auf Fühler einer Steuerung des Transportsystems einwirden und dass die Steuerung so ausgebildet ist, dass bei jedem Be- oder Entladen einer Bestrahlungsbahn mit bzw. von einer Transporteinheit sich an deren beiden Enden eine der Verschiebevorrichtung en befindet und dass am Ende jedes Be- oder Entladens höchstens eine dieser beiden sich gegenüberliegenden Verschiebevorrichtungen mit einer Transporteinheit beladen ist. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Bestrahlungsanlage.
Die individuelle Vorwahl des Wegs in der Bestrahlungskammer für jede einzelne Transporteinheit ermöglicht, dass gleichzeitig eine Vielzahl verschiedener zu bestrahlender Güter durch die Bestrahlungskammer laufen und gemäss den eingegebenen Bestrahlungsanforderugnen die verscheidenen Bahnen durchlaufen. Mit der Belegung von jeweils nur einem der sich beim Be- und Entladen gegenüberliegenden Verschiebevorrichtungen auf den Querbahnen mit einer Transporteinheit ist der störungsfreie Durchlauf der Transporteinheiten auf ihren individuellen Wegen durch die Bestrahlungskammer gewährleistet.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnungen, welche Beispiele von erfindungsgemässen Bestrahlungsanlagen und Einzelheiten davon zeigen, näber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a den Grundriss einer erfindungsgemässen Bestrahlungsanlage,
Fig. 1b die Seitenansicht der Bestrahlunganlage nach dem Schnitt I - I von Fig. 1a,
Fig. 2a bis 2f mögliche Wegmuster nach denen, die Transporteinheiten eine Bestrahlungsanlage nach den Fig. 1a und 1b durchlaufen können,
Fig. 3a bis 3c perspektivisch Ansichten von Anordnungen wandförmiger Strahlungsquellen und Teilen davon, wobei 3c einen Schnitt durch die seintlichen Führungsschienen nach III - III in Fig. 3b darstellt,
Fig. 4 perpektivisch eine Transporteinheit für eine Bestrahlungsbahn, die als Hängebahn ausgebildet ist,
Fig. 5a die Steuervorrichtung einer Transporteinheit und die damit zusammenwirkenden Steuersensoren, welche entlang der Bahnen angeordnet sind, nach Fig. 4 in der Seitenansicht in Richtung von Pfeil A von Fig. 4,
Fig. 5b Steuerhebel der Steuervorrichtung gemäss Schnitt V - V von Fig. 5a,
Fig. 6 im Schnitt, Einzelheiten einer Kettenantriebseinheit zum Verschieben der Transporteinheiten, auf Hängebahnen,
Fig. 7a in Richtung von Pfeil B betrachtet, eine perspektivische Ansicht von Einzelheiten des Antriebs der Verschievorrichtung des Transportsystems der Bestrahlungsanlage von Fig. 1a und 1b,
Fig. 7b einen Schnitt durch die Verschiebevorrichtung nach VIII - VIII von Fig. 7a,
Fig. 7c Einzelheiten von einem Antrieb für die Verschiebevorrichtung nach Fig. 7a,
Fig. 7d Einzelheiten der Steuerung des Transportsystems, welche das Beladen einer Verschiebevorrichtung verhindert, wenn die andere Verschiebevorrichtung beladen wird,
Fig. 8a bis 8e schematisch ein Beispiel einer Wechselstation einer Bestrahlungsanlage.

Die Figuren 1a und 1b stellen eine Bestrahlungsanlage nach der Erfindung dar, mit einer wandförmigen Strahlungsquelle 2 in einer Bestrahlungskammer 1 und einem Transportsystem mit vier symmetrisch dazu angeordneten Bestrahlungsbahnen 3, welche zwischen zwei Querbahnen 4 bzw. 4A angeordnet sind. Mehrere von den Bestrahlungsbahnen 3 und Querbahnen 4, 4A getragene und geführte Transporteinheiten 5, welche je zwei übereinander angeordnete Paletten 6 mit zu bestrahlendem Material beladen sind, werden mit den kettenantrieben 7 über die verschiedenen Bahnen bewegt. Die Querbahn 8 ist mit der Eingangsstrecke 15 und der Ausgangsstrecke 16 verbunden. Jede der Transporteinheiten 5 weist Steuerelemente auf, welche auf Fühler der Steuerung, die entlang der Bahnen angebracht sind, einwirken und damit die Transporteinheiten 5 auf einem eigenen Wegmuster entlang der Bestrahlungsbahnen 3 und Querbahnen 4, 4A führen. Auf den beiden Querbahnen 4 bzw. 4A bewegen sich je eine Verschiebevorrichtung 8 bzw. 8A von und zu den Enden der verschiedenen Bestrahlungsbahnen 3, Abstellbahnen 31, Eingangsstrecke 10, 15 und Ausgangsstrecke 11, 16. Ein Antrieb 100 treibt die Verschiebewagen 8 bzw. 8A stets gemeinsam und gleichsinnig, so dass sie sich immer gegenüberliegen. In den Figuren 1a und 1b nicht gezeigte, gesteuerte Blockiervorrichtungen verhindern, dass nach einem Belade- oder Entladevorgang einer Verschiebevorrichtung 8 bzw. 8A beide Verschiebevorrichtungen 8, 8A mit einer Transporteinheit 5 beladen sind.
Die Bestrahlungskammer 1 ist von einem Betonkasten umgeben, welcher die Umgebung vor den z.B. radioaktiven α-, β- oder ϑ- Strahlen der strahlenden Wand 2 schützt und ist mittels einem Eintrittslabyrinth 10 und einem Austrittslabyrinth 11 mit dieser verbunden. Ausserhalb der Bestrahlungskammer 1 durchläuft das Transportsystem 12 eine Entladestation 13, wo die Paletten 6 mit bestrahltem Gut von den Transporteinheiten 5 entladen werden sowie eine Beladestation 14, wo die Transporteinheiten 5 mit den Paletten 6 mit dem zu bestrahlenden Material auf die Transporteinheiten 5 geladen werden. Die Transporteinheiten 5 gelanden über die Eingangsstrecke 10 und die Verbindungsbahn 15 auf die Verschiebewagen und zu den Bestrahlungsbahnen 3. Die Ausgangsstrecke 16 durchquert die Wechselstation 17 in der die auf Transportebenen übereinander angeordneten Paletten 6 vertauscht werden können ein Lift 18 und darunter ein Liftschacht 19 angeordnet sind. Die Ein- und Ausgangsstrecken 15 bzw. 16 sind gleich wie die Bestrahlungsbahnen 3 ausgebildet.Unterhalb der strahlenden Wand 2 ist ein mit Wasser gefüllter Behälter 20 vorgesehen, in welches die Strahlungsquelle 2 zur Abschirmung der Strahlung, mit einem Hubwerk 21 abgesenkt werden kann. Dies ist etwa notwendig, wenn die Bestrahlungskammer vom Wartungspersonal betreten werden muss.
Auf dem Betonkasten 9 sind Antriebsmotoren 7′, 7˝ für die Kettenantriebe 7 im Bereich der Bestrahlungsbahnen 3 und im Bereich der Eingangs- und Ausgangsstrecken 16 und 17 angeordnet. Die zwei Antriebsmotoren 8′ für die Verschiebevorrichtungen 8, 8A, treiben deren kettenantriebe. Der Motor 18 für den Fahrstuhl 18 und der Antrieb 21′ für das Hubwerk 21 der Strahlungsquelle 2, befinden sich ebenfalls auf der Decke des Betonkastens 9 ausserhalb des Strahlungsbereichs der Strahlungsquelle 2, was deren Wartung wesentlich erleichtert.
Jede Transporteinheit 5 kann in der Bestrahlungskammer entlang den Bestrahlungsbahnen 3 und Querbahnen 4, 4A mit den Verschiebevorrichtungen 8, einen beispielsweise in den Figuren 2a bis 2f gezeigten Weg zurücklegen. Der Weg wird abhängig von der gewünschten Itensität Dauer und Dosis der Bestrahlung gewählt. Auch Kombinationen der gezeigten Wegmuster sind möglich. Die Transporteinheiten 5 werden dabei vorzugsweise mit einer konstanten Durchschnittsgeschwindigkeit bewegt.
Aus den Figuren 3a, 3b und 3c ist die Gestaltung und Anordnung der Strahlungsquelle 2 ersichtlich. Sie bestebt im gezeigten Beispiel aus zwei, im wesentlichen die Form eines dünnen Parallelepipeds aufweisende und entlang zweier Schienen 23, vertikal bewegbaren Wände 22, in welchen einzelne Strahlenquellen modulweise eingeschlossen sind. Die Höhe der Quellenwand 22 ist kleiner als die Hälfte der Transporteinheit 5 (Fig. 1b), so dass durch die Aenderung der Höhenlage der Wände 22 eine Optimierung der Strahlungsverteilung auf das zu bestrahlende Gut erreicht werden kann. Entlang der oberen Stirnfläche einer jeden Wand 22 ist eine horizontale, in zwei Wälzlagern 24 drehbare Welle 25 angeordnet, an deren beiden Enden mittels Stiften 26 (Fig. 3c) Ritzel 27 befestigt sind, die in Ketten 28 eingreifen, welche auf der Innenseite der Schienen 23 angebracht sind. Auf diese weise wird ein Verkanten und Verklemmen der Strablungsquelle 22 vermieden. Die Führung der Strahlungsquelle 22 wird mit je zwei Rädern 29 weiter verbessert, die jede auf der Innenfläche der Schienen 23 abrollt und im unteren Bereich der Strahlungsquelle 22 drehbar befestigt ist. Das Hubwerk 21 ist mit dem Stahlkabel 30 mit den Strahlungsquellen 22 verbunden. In ihren tiefsten Stellungen (Fig. 3b) innerhalb des Bassins 20 sind die beiden Strahlungsquellen 22 nebeneinander argeordnet, wodurch eine wesentliche Einsparung in den Abmessungen des Behälters 20 erreicht wird. Anstelle der Ketten 28 wäre es auch möglich, Zahnstangen zu erwenden.
Der Aufbau der Transporteinheiten 5 ist aus der Fig. 4 ersichtlich. Im wesentlichen besteht jede Transporteinheit 5 aus einem Aluminiumkasten 50. welcher zwei etwa würfelförmige übereinander angeordnete Räume definiert: einen unteren Raum 51 und einen oberen Raum 52, mit zwei zu den Bahnen offenen Seiten und den Transportebenen 57. Oben am Kasten 50 ist ein Kupplungsstück 53 befestigt, an dem zwei Rollenpaare mit den Rollen 54 befestigt sind. Das Kupplungsstück 53 weist zwei oben offene Nuten 55 auf, die den Abstand z haben. Die Bahn 3 besteht aus zwei "U"-förmige Trägern 3′, die mit ihren offenen Seiten einander gegenüber, im Abstand, der etwas grösser als die Dicke des Kupplungsstücks 53 ist, angeordnet sind. Die Rollen 54 laufen auf der Innenseite der Träger 3′. Die Transporteinheiten 50 hängen mit dem Kupplungsstück 53 und laufen mit den Rollen 54 auf den Bahnen 3. In die Nuten 55 greifen Nocken des Antriebssystems ein.
Auf den Böden oder Transportebenen 57 jedes Raumes 51, 52 sind zwei Reihen von Rollen 56, auf welche die Paletten 6, welche ihrerseits auf einem Aluminium- oder Stahluntersatz 58 stehen, geschoben werden. Zwischen den Rollen 56, ist z.B. in der Mitte der Transportebenen 57 eine Bremse- und Haltevorrichtung 60 vorhanden, mit der die Paletten 6 und Untersätze 58 festgehalten werden. Zur Betätigung der Bremse 60 ist in einer Wand des Kastens 50 eine Stange 61, welche im oberen Bereich des Kastens 50 aus der Wand herausragt, verschiebbar angeordnet. An ihrem oberen Ende weist die Stange 61 eine Druckplatte 62 auf. Zwiscben Druckplatte 62 und der Decke des Kastens 50 wirkt eine Druckfeder 63, welche die Stange 61 nach oben drückt. In jeder Transportebene 57 ist ein drehbarer Rundstab 64 gelagert, deren eines Ende mit einem Hebel 65, und dessen anderes Ende mit einem Zahnrad 66 fest verbunden ist. Der Hebel 65 ist gelenkig mit der Stange 61 verbunden, und das Zahnrad 66 wirkt mit einer Zahnstange 67 susammen, mit der die Bremse 60 fest verbunden ist. Wird nun die Stange 61 gegen die Feder 63 nach gedrückt, so wird die Bremse 60 abgesenkt und die Paletten 6 können entladen oder geladen werden. Im gezeigten Beispiel erfolgt das Lösen der Bremsen durch eine an einem der "U"-Träger 3′ befestigten Druckrollen 68, die auf die Druckplatten 62 wirken.
Jede Transporteinheit 5 weist Steuerelemente auf, welche im vorliegenden Beispiel die Form von im oberen Bereich des Kastens 50 befestigten, ein- und ausklinkbaren Hebeln 70 haben und mittels an den "U"-Trägern 3′ befestigten Schaltern 71 wahlweise auf die Steuerung einwirken. Gemäss Fig. 5a und 5b sind die Hebel 70 drehbar in einer mit dem Kasten 50 fest verbundenen Tragstruktur 72 angeordnet, in welcher auf jedem Hebel 70 ein federbelasteter Stössel 73 derart wirkt, dass der Hebel 70 in der einen oder anderen von zwei stabilen Positionen festgehalten wird. In der ausgeklinkten Position wirken die Hebel 70 auf die zugebörigen Schalter 71 (Fig. 5a) und in der eingeklinkten Position gehen sie an den jeweiligen Schaltern 71, welche die Fühler der Steuerung sind, vorbei. Im Transportsystem sind also beispielsweise entlang den Bahnen, an jeder Verzweigung Schalter bzw. Fühler 17 der Steuerung angebracht. In der Beladestation 14 wird der für jede Transporteinheit 50 individuell wählbare Bestrahlungsweg vom Bedienungspersonal an den Hebeln 70 eingestellt. Die Hebel 70 und/oder Schalter 71 können mehrfach vorhanden sein, was die Betriebssicherheit weiter erhöht.
Die Nuten 55 der Kupplungsstücke 53 wirken mit Nocken 79 von Antriebsketten 75 für die Ttransporteinheiten 5 zusammen. Fig. 6 zeigt vier Ritzel 76 des Antriebssystems 7. Die Antriebskette 75 weist fünf Mitnehmernocken 79 auf, welche in die Nuten 55 der Kupplungsstücke 53 der Transporteinheiten 50 einrasten. Die Antriebskette 75 und die Nocken 79 sind so ausgelegt und angeordnet, dass immer wenigstens einer davon in einer Nute 55 im Eingriff ist, so dass die Transporteinheit 5 über das Kupplungsstück 53 immer geführt ist. Der Antrieb der kette 75 erfolgt beispielsweise über ein auf einer Welle 76′ sitzendes Kegelrad, das von einem Antriebskegelrad getrieben wird, und welches von der durch die Decke des Betonkastens 9 hindurchgeführten Welle eines Antriebsmotors angetrieben ist. Zwischen zwei benachbarten Antriebsketten 75 ist der gleiche Abstand z vorgesehen, wie zwischen den Nuten 55 des Kupplungsstücks. Die Antriebsketten 75′ nach Fig. 7a sind so ausgebildet, dass mit einer Kette zugleich mehrere sich auf einer Bahn befindliche Transporteinheiten 5 angetrieben werden können.
In Fig. 7a ist auch die Verschiebevorrichtung 8 dargestellt, welcher eine einzige Transporteinheit 5 tragen kann. Jede Verschiebevorrichtung 8, 8A enthält eine Bahn 3, die aus "U"-Trägern 3′ gebildet ist. Die Träger 3′ sind mit zwei verstärkten Blechwänden 80 an ihren oberen Enden zusammengehalten. An den Blechwänden 80 sind je zwei Schienenräder 81 befestigt, welche auf den Schienen 4′ der Querbahn 4 bzw. 4A laufen. Die Verschiebevorrichtung 8, 8A ist so geführt, dass die Enden der Träger 3′ so nahe zu den Bestrahlungsbahnen 3, den Abstellbahnen 31 sowie den Einund Ausgangsstrecken 15 bzw. 16 gelangen, so dass der Uebergang der Transporteinheiten von einer Bahn auf die andere möglich ist. Jede Verschiebevorrichtung 8, 8A weist beispielsweise einen Kettenantrieb 7 zum Befördern der Transporteinheiten 5 zu den jeweiligen Bahnen auf. Die Blechwände 80 haben je eine Durchgang 82 für die Kupplungsstücke 53 der Transporteinheiten 5.
Der Antrieb 100 (Fig. 1) der Verschiebevorrichtungen 8, 8A erfolgt z.B. über Zugketten 83, 84, welche über Kettenräder 85 geführt sind. Sowohl bei der Zugkette 83, wie bei der Treibkette 84 ist eines der Kettenräder 85 an einer Zugfeder 86 an der Wand des Betonkastens 9 befestigt. Das andere Kettenrad 85 der Zugkette 83 ist mit einem Wellenstück 88′ und das weitere Kettenrad 85 der Treibkette 84 mit einer Antriebswelle 88 verbunden. Das Wellenstück 88′ und die Antriebswelle 88 sind über die Kupplung 90 miteinander verbunden und die Antriebswelle 88 wird über Kegelräder 91 mit der durch die Decke des Betonkastens 9 durchdringenden Welle 108 des Antriebsmotors 8′ angetrieben. Sämtliche Kettenräder 85 können gleich ausgeführt sein.
Die Treibkette 84 treibt ein weiteres, an der Verschiebevorrichtung 8, 8A befestigtes Kettenrad 93, und ist mit den zwei Ritzeln 94 geführt. Wie in Fig. 7b gezeigt ist, treibt ein an der Verschiebevorrichtung 8, 8A befestigtes Kettenrad 93 über ein Getriebe 95, ein Ritzel 96, eine Hilfskette 97 und ein Ritzel 98, die Antriebkette 7 an.
Wie Fig. 7c zeigt, besteht jede Kupplung 90 aus zwei gleichen Kegelrädern 91, von denen eines mit der Antriebswelle 108 und das andere mit dem Wellenstück 88 fest verbunden ist sowie aus einem verschiebbaren, doppelten Kegelrad 87′, das in der eingekuppelten Position in die beiden Kegelrädern 92 eingreift. Die doppelten Kegelräder 87′ der beiden Kupplungen 90 sind auf einer Verbindungswelle 87 drehbar gelagert und diese ist mit der Kolbenstange 103 und dem im Zylinder 101 verschiebbaren Kolben 102 verbunden. Die Kolbenstange 103 verläuft durch den Kolben 102 bis zum Umschalter 104. Der Umschalter 104 verbindet eine elektrische Stromquelle 105 wahlweise mit einer von zwei elektrischen Leitungen 106 oder 107. Jede der Leitungen 106, 107 weist eine Verzweigstelle 110 auf und führt zu den Antriebsmotoren 8′ der beiden Verschiebevorrichtungen 8, 8A. Die eine Leitung 106 weist zwischen der Verzweigstelle 110 und jedem Antriebsmotor 8′ einen Schalter 106′ auf, während die andere Leitung 107 nur einen Schalter 107′ zwischen dem Umschalter 104 und der Verzweigstelle 110 aufweist. Im Zylinder 101 sind zwei Anschlüsse 109 vorhanden, über welche der beispielsweise pneumatische Druckschalter mit dem kolben 2 betätigt wird.
Anstelle der Verbindungswelle 87 und der Kolbenstange 103 wäre es auch möglich, die Kupplungen 90 und den Umschalter 104 rein elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mittels Kombinationen dieser Varianten synchron zu betätigen.
Der in den Fig. 7a, 7b und 7c gezeigte Antrieb des Transportsystems funktioniert wie folgt:
Bei ausgekuppelter Kupplung 90 treibt der in Fig. 7a nicht gezeigte Antriebsmotor 8′ über die Kegelräder 91 die Antriebswellen 88. Jede Antriebswelle 88 treibt wiederum über eines der Kettenräder 85, eine der Treibketten 84, Kettenrad 93, Getriebe 95, Ritzel 96, Hilfskette 97 und Ritzel 98 die Antriebskette 7 an und bewirkt dadurch den Antrieb der Transporteinheit 5, die sich in der Verschiebevorrichtung 8, 8A befindet. Beim Einkuppeln der kupplungen 90 werden über die Kettenräder 85 die Zugketten 83 angetrieben und somit die beiden Verschiebevorrichtungen 8 und 8A, entlang der Querbahnen 4 bzw. 4A verschoben. Da die Zug- und Treibketten 83 bzw. 84 nun mit gleicher Geschwindigkeit gleichsinnig laufen, wird die relative Geschwindigkeit jeder Treibkette 84 gegenüber dem mit dem Verschiebewagen 8, 8A verbundenen Kettenrad 93 gleich Null, so dass das kettenrad 93 effektiv gebremst bleibt. Damit ist keine Verschiebung der Transporteinheit 5 möglich. Auf diese Weise wird automatisch ein Ausfahren der Transporteinheiten 5 aus einem fahrenden Verschiebewagen 8, 8A verhindert. Erst beim Auskuppeln der Kupplung 90 werden die Verschiebewagen 8 und 8A angehalten und die Transporteinheiten 5 verschiebbar.
In der Fig. 7c ist bei eingekuppelter Kupplung 90 der Kolben 102 und somit auch die Kolbenstange 103 und die damit verbundene Welle 87 in einer Endstellung. Damit sind die beiden doppelten Kegelräder 87′ mit den zwei zugehörigen Kegelrädern 92 im Eingriff. Der ebenfalls mit der Kolbenstange 103 verbundene Umschalter 104 ist dabei so geschaltet, dass die Stromquelle 105 mit der Leitung 107′ und dem Schalter 107 verbunden ist. Damit können die beiden Antriebsmotoren 8′ nur gleichzeitig ein- bzw. ausgeschaltet werden. Zum Auskuppeln der Kupplungen 90 wird der Kolben 102 in die andere Endstellung gebracht. Die doppelten Kegelräder 87′ sind mit den Kegelrädern 92 nicht mehr im Eingriff. Zugleich wird der Umschalter 104 umgeschaltet und verbindet nun die Stromquelle 105 mit der zwei Schalter 106′ aufweisenden Leitung 106, womit die Antriebsmotoren 8′ einzeln betätigt werden können, um wahlweise eine Transporteinheit 5 auf eine oder von einer Verschiebevorrichtung 8, 8A zu laden. Fig. 7c zeigt lediglich eine einfache Form einer geeigneten Schaltung. Es gibt aber eine Reihe anderer Schaltungsanordnungen, die für das Transportsystem ebenfalls geeignet wären. Mit Vorteil sollte diese Schaltung so ausgebildet sein, dass das Lösen der kupplung 90 nur dann möglich ist, wenn die Verschiebevorrichtungen 8, 8A mit einer Bestrahlungsbahn 3 bzw. Abstellbahn 31 fluchten. Um eine ungewollte Bewegung der Verschiebevorrichtungen 8, 8A zu verhindern, können an den Verschiebevorrichtungen 8, 8A Bremsen vorgesehen sein, welche nur in der eingekoppelten Stellung der Kupplung 90 und bei eingeschalteten Antriebsmotoren 8′ gelöst sein können. Es müssen auch Umkehrschalter vorhanden sein, welche den Lauf der Antriebsmotoren 8′ in beiden Drehrichtungen ermöglichen.
Um die Funktionstüchtigkeit des Transportsystems sicherzustellen, ist es notwendig, dass eine dem beschriebenen elektromechanischen System übergeordnete Steuerung des Transportsystems dafür sorgt, dass nach jedem Be- oder Entladevorgang immer nur höchstens eine der sich gegenüberliegenden Verschiebevorrichtungen 8, 8A mit einer Transporteinheit 5 beladen ist. Dieses kann mit Blockiervorrichtungen erreicht werden, welche das Beladen oder Entladen einer Verschiebevorrichtung 8, 8A verunmöglichen, sobald diese Bedingung nicht erfüllt wäre. Das Transportsystem kann zu diesem Zwecke ein Netz von Sensoren aufweisen, die bei den Verzweigungen der Bahnen und auf den verschiedenen Verschiebevorrichtungen 8, 8A angebracht sind, und welche den Beladungszustand von Bahnen und Verschiebewagen laufend z.B. eine Kontrolleinheit, welche ein Rechner sein kann, übermitteln. Die Kontrolleinheit ihrerseits kann auf Blockiervorrichtungen für die Transporteinheiten einwirken, die entlang der Bahnen und auf den Verschiebevorrichtungen 8, 8A sein können.
Eine mögliche Anordnung von Blockiermitteln ist in Fig. 7d schematisch dargestellt. Das Blockieren erfolgt bei dieser Anordnung dadurch, dass gewisse Antriebsketten 75, 75′ bei einer bestimmten Belegung der Verschiebevorrichtungen 8, 8A nicht in Betrieb genommen werden können oder dass bei einer anderen Belegung der Bahnen und Verschiebevorrichtungen 8 8A, abängig vom Weg, den die Transporteinheiten 5 durchlaufen müssen, vorehrst eine Transporteinheit 5 von einer Verschiebevorrichtung 8, 8A entladen werden muss.
Die Blockiervorrichtung umfasst so nahe wie möglich an den Bestrahlungsbahnen 3 angeordnete Signalgeber 36, auf welche z.B. an Stangen 35 befestigte Rollen 35′ der Transporteinheiten einwirken. Der Signalgeber 36 ist über die Signalleitung 37 mit der Kontroll- und Steuereinheit 38 verbunden, welche im gezeigten fall das Beladen der Verschiebevorrichtung 8 verhindert, solange die Verschiebevorrichtung 8A mit einer Transporteinheit beladen ist.
Um zu verhindern, dass die Nocken 79 ausserhalb der Nuten 55 auf die Kupplungsstücke 53 der Transporteinheiten treffen sollten die Antriebsmotoren 7′, 7˝, 8′ miteinander synchron laufen oder es muss eine Folgesteuerung vorhanden sein.
Das Transportsystem kann auch horizontal,oder schräg angeordnete Ketten Haben, welche mit anderswo an den Transporteinheiten 5 montierten Kupplungsstücken 53 zusammenwirken. Die Nuten 55 können, um ruckartige Bewegungen zu ermeiden, auch schräg oder gekrümmt sein.
Um die Güter in den Transporteinheiten so gleichmässig als möglich zu bestrahlen, kann es notwendig sein, nicht nur die Höhenlage der Strahlungsquelle 22, bei geschlossener Bestrahlungskammer 1 zu ändern, sondern auch die übereinander angeordneten Paletten 6 auf den Transporteberen zu vertauschen. Dazu dient die Wechselstation 17 mit dem Lift 18, welche anhand der Fig. 8a bis 8e erläutert wird. Wie schon aus Fig. 1b ersichtlich, hängt der Lift 18 an einem durch die Decke des Betonkastens 9 hindurchgehenden Stahlkabel 30. Der Motor 18˝ treibt die Winde 18′ des Lifts.
Der Lift 18 ist mit Schienen geführt und in einem eigentlichen Liftschacht 19 nach unten und oben erschiebbar. Der Lift 18 ist im wesentlichen ein gleicher Aluminiumkasten wie derjenige der Transporteinheiten 5 und kann auch Rollen und eine Bremse für die Paletten aufweisen. Die Druckrollen 68 für das Stellen der Bremse sind beim Lift in den Schienen angeordnet und wirken über ein Hebelsystem auf die Stange 62 der Bremse 60. Der Lift 18 ist so angeordnet, dass z.B. auf der Ausgangsstrecke 16 fahrende Transporteinheiten 5 ganz nahe heran gefahren werden können und dass sich die beiden Räume 51 und 52 von Lift und Transporteinheit gegenüberliegen. Ferner weist die Wechselstation 17 beispielsweise drei doppeltwirkende, hydraulische Zylinder 40 auf, deren Kolbenräume 41, 42 können wahlweise druckbeaufschlagt werden. Jeder Kolben 43 ist mit einem Ende einer Spindel 44 verbunden, an deren anderen Ende ein oder mehrere Schieber 45 angeordnet sind. Zwei funktionell unabhängigen, übereinander angeordneten Zylinder 40 sind so angeordnet, dass die Transporteinheiten 5 zwischen diese und den Lift 18 zu liegen kommen.
Die Wechselstation 17 funktioniert wie folgt:
Zuerst wird eine Transporteinheit 5, die mit Paletten 6 beladen ist, zum Lift 18 gefahren. In der Wechselstatiore 17 ist an der Ausgangsstrecke 16 eine Druckrolle 68 angeordnet, welche wie beschrieben, die Bremsen 60 der Transporteinheit 5 für die Paletten 6 löst. Nun werden die Schieber 45 gegen die Paletten 6 gefahren (Fig. 8b) und danach werden die Paletten 6 mit den Untersätzen 58 mit Hilfe der Schieber 45 von der Transporteinheit 5 auf den Lift 18 verschoben (Fig. 8c). Die beiden Schieber 45, welche gemeinsam eine Palette 6 umladen, erhindern das Umkippen der Ladungen Dann werden die Schieber 45 in ihre Ausgangspositionen zurückgebracht, so dass der Lift 18 angehoben werden und die untere Palette 6 mit zwei Schiebern 45 vom Lift 18 in den oberen Raum der Transporteinheit 6 zurückgeschoben werden kann (Fig. 8d). Die Schieber 45 werden dann wieder in ihre Ausgangslage zurückgebracht. Dann wird der Lift 18 nach unten gefahren und die obere Palette 6 mit Hilfe der Schieber 45 vom Lift 18 in den unteren Raum 51 der Transporteinheit 5 verschoben (Fig. 8e). Zuletzt werden die Schieber 45 in ihre Ausgangslage gebracht und die Transporteinheit 5 läuft zur Fortsetzung des Bestrahlens zurück auf die Bestrahlungsbahnen.
Zusammenfassend funktioniert die Bestrahlungsanlage nach der Erfindung folgendermassen:
Die Transporteinheiten 5 werden in der Beladestation 14, vorzugsweise mit je zwei Paletten 6 beladen und fahren im Transportsystem 12 entlang dem Eintrittslabyrinth 10 bis zur Bestrahlungskammer 1. Hier werden die Transporteinheiten 5 vom Transportsystem 12 an den Anfang der Eingangsstrecke 15 gefahren, von wo sie mit dem Kettenantrieb 7 zur Verschiebevorrichtung 8 und von da aus auf der Querbahnen 4, 4A und der Bestrahlungsbahnen 3 befördert. Dabei durchläuft jede Transporteinheit 5, das in der Beladestation 14, mit dem Ein- und Ausklinken der Hebel 70 vorgegebenen Weg.
Bei sehr hohen oder langen zu bestrahlenden Gütern, kann ein Zwischenhalt in der Wechselstation 17 zum Umladen der Paletten 6 und die Verschiebung der Strahlungsquellen 22 vorgeschrieben werden. Nach Beendigung des vorgegebenen Bestrahluregsprogramms wird die Transporteinheit 5 auf der Ausgangsstrecke 16 und dem Austrittslabyrinth 11 zum Ausgang und zur Entladestation 13 befördert.
Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine beorzugte Ausbildung der Erfindung. Andere Ausführungsformen sind jedoch ebenfalls möglich. Insbesondere kann die Zahl der Bestrahlungsbahnen 3 den Bestrahlungs-Erfordernissen angepasst, gewählt werden. Auch der Antrieb für die Transporteinheiten und für die Verschiebevorrichtungen kann auf andere Art, beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Anstelle von Hängebahnen können auch andere Bahnsysteme Führungs- geeignet sein wie z.B. Bodenschienen, Rollbahnen, Luft-, Gas- oder FlüssigkeitskissenBahnen. Die Transporteinheiten können auch für eine andere Zahl als zwei Paletten ausgelegt werden und diese können auch anders als übereinander angeordnet sein. Insbesondere könnten als Hubwerkantrieb für den Lift (18) und für die strahlende Wand (2) hydraulische Flaschenzüge verwendet werden.
Die Schalter und Fühler können elektrischer, elektronischer, hydraulischer oder pneumatischer Art sein. Sie sollten soweit möglich ausserhalb des Strahlungsbereichs angebracht oder Strahlengeschützt sein, da insbesondere elektrische und elektronische Bauteile von der Strahlung beschädigt werden können. Es ist auch möglich, die Steuerung mit einem synchron laufenden Modell des Transportsystems vorzunehmen, die ausserhalb der Bestrahlungskammer angeordnet ist.
In den Ausführungsbeispielen sind die Verschiebevorrichtungen 8, 8A nur gemeinsam, gleichsinnig und damit auch sich stets gegenüberliegend bewegt. Diese Ausführungsform ist sehr einfach und übersichtlich und wird deshalb häufig bevorzugt. Es sind jedoch Ausführungen der erfindungsgemässen Anlage denkbar, in welchen die Verschiebevorrichtungen 8, 8A auch unabhängig voneinander laufen, wobei in diesem Fall die Steuerung so ausgelegt werden muss, dass keine Verschiebung einer Transporteinheit 5 zu oder aus einer der Bestrahlungsbahnen 3 erfolgt, wenn sich nicht an beiden Enden ein Verschiebewagen 8, 8A befindet.
Es ist ferner möglich, für die Bestrahlung von sehr langen Gütern eine Transporteinheit 5 zu verwenden, in welcher die obere Transportebene entfernt werden kann.

Claims

1. Bestrahlungsanlage mit einer Bestrahlungskammer (1) und einem Transportsystem für Transporteinheiten (5), welche mit zu bestrahlenden Gütern an einer Strahlungsquelle (2) vorbeigeführt werden, welche eine gerade Anzahl, symmetrisch zur Strahlungsquelle (2) angeordnete Bestrahlungsbahnen (3) aufweist, die zwischen einer ersten (4) und einer zweiten Querbahn (4A) verlaufen, welche je die einen oder anderen Enden der Bestrahlungsbahnen (3) miteinander verbinden und wovon eine Querbahn (4) mit der Eingangs- (10, 15) und der Ausgangsstrecke (16, 11) des Transportsystems zu und von der Bestrahlungskammer (1) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet , dass jede Querbahn (4, 4A) eine Verschiebevorrichtung (8, 8A) für das Be- und Entladen sowie das Umladen der Bestrahlungsbahnen (3) mit und von den Transporteinheiten (5) aufweist und die Transporteinheiten (5) Steuerelemente (70) aufweisen, mit denen der Wegjeder Transporteinheit (5) im Transportsystem vorbestimmt wird und welche auf Fühler (71) einer Steuerung des Transportsystems einwirken und dass die Steuerung so ausgebildet ist, dass bei jedem Be- oder Entladen einer Bestrahlungsbahn (3) mit bzw. von einer Transporteinheit (5) sich an deren beiden Enden eine der Verschiebevorrichtungen (8, 8A) befindet und dass am Ende jedes Be- oder Entladens höchstens eine dieser beiden sich gegenüberliegenden Verschiebevorrichtungen (8, 8A) mit einer Transporteinheit (5) beladen ist.

2. Bestrahlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerelemente an den Transporteinheiten (5) befestigte, ein- und ausklinkbare Hebel (70) vorgesehen sind und die Hebel nur in der einen dieser beiden Stellungen auf die, entlang den Transportwegen angeordneten Fühler (71) einwirken.

3. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (22) wandförmig ausgebildet ist und mittels eines Hubwerks (21), in Schienen (23) geführt, in einen Wasserbehälter (20) versenkbar angeordnet sind.

4. Bestrahlungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass entlang jeder Schiene (23) eine Zahnstange oder Kette (28) vorhanden ist, in welche ein an der Strahlungsquelle (22) angebrachtes Ritzel (27) eingreift.

5. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle aus mindestens zwei wandförmigen Strahlern (22) besteht.

6. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Transporteinheiten (5) mehrere, übereinander angeordnete Transportebenen (57) aufweisen.

7. Bestrahlungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bestrahlungskammer (1) eine Wechselstation (17) für das Vertauschen der sich auf den übereinander angeordneten Transportebenen (57) befindlichen, zu bestrahlenden Güter vorhanden ist.

8. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheiten (5) auf jeder Transportebene (57) eine lösbare Festhaltebremse (60) aufweisen, dass die Transportebenen (57) Rollen (56) aufweisen, auf denen die Träger (6, 58) der zu bestrahlenden Güter abgestützt sind und dass die Träger (6, 58) mittels druckmittelbetätigten Schiebern (45), welche zusammenwirken, auf diesen Rollen (56) zu-und entladen werden.

9. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antrieb der Transporteinheiten (5) Antriebsketten (75) mit Mitnehmernokken (79) vorhanden sind, welche in Nuten (55) von Kupplungsstücken (53) der Transporteinheiten (5) eingreifen.

10. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Querbahnen (4, 4A) eine einzige Verschiebevorrichtung (8, 8A) aufweist und dass der Antrieb der beiden Verschiebevorrichtungen (8, 8A) auf den Querbahnen (4, 4A) gleichsinnig erfolgt.

11. Bestrahlungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verschiebevorrichtung (8, 8A) einen Antrieb (7′) für die Transporteinheiten (5) aufweist und dass dieser Antrieb (7′) mit dem Antrieb (8′) der Verschiebevorrichtungen (8, 8A) so gekoppelt ist, dass nur einer davon jeweils wirksam ist.

12. Bestrahlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bestrahlungskammer (1) mindestens eine Abstellbahn (31) für die Aufnahme von Transporteinheiten (5) aufweist.

13. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen (3, 3, 8, 8A, 10, 11, 15, 16, 31) des Transportsystems als Hängebahnen ausgebildet sind.

14. Bestrahlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (2, 22) eine radioaktive Strahlungsquelle ist.