EP0530636B1 - Einrichtung zum mechanischen Bearbeiten von Pulver, insbesondere Kernbrennstoffpulver - Google Patents

Einrichtung zum mechanischen Bearbeiten von Pulver, insbesondere Kernbrennstoffpulver Download PDF

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EP0530636B1
EP0530636B1 EP92114423A EP92114423A EP0530636B1 EP 0530636 B1 EP0530636 B1 EP 0530636B1 EP 92114423 A EP92114423 A EP 92114423A EP 92114423 A EP92114423 A EP 92114423A EP 0530636 B1 EP0530636 B1 EP 0530636B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powder
vessel
feed
safety device
metering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP92114423A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0530636A1 (de
Inventor
Gerd Dr. Kindleben
Wilhelm Königs
Hans-Peter Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0530636A1 publication Critical patent/EP0530636A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0530636B1 publication Critical patent/EP0530636B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/88—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise
    • B01F35/881—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise by weighing, e.g. with automatic discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/60—Mixing solids with solids

Definitions

  • the invention relates to a device for mechanical processing of powder, in particular nuclear fuel powder, according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention has for its object to develop the device for mechanical processing of powder and to monitor the process control for correctness to the extent that no critical powder mass can form in the process container.
  • the fact that the safety device blocks the conveying device when the sum of the masses of the individual portions conveyed into the process container reaches a predetermined first limit value ensures that the total powder mass which has entered the process container from the metering container cannot in itself build up a critical mass in the process container.
  • the fact that the safety device also blocks the conveying device when the powder mass measured in the receptacle after emptying the process container in the receptacle differs from the sum of the powder masses of the individual portions conveyed into the process container by a predetermined value or more ensures that by conveying Powder with the dosing container in the process container, the residual powder mass (hold up) inevitably retained in the process container cannot form a critical mass with the supplied powder mass.
  • the claims 2 to 6 are directed to advantageous developments of the device according to the invention.
  • the development according to claim 3 takes into account the fact that the presence of a sufficiently large mass of powder, which reduces criticality, can be used to promote criticality-causing powder into the process container.
  • the development according to claim 4 takes into account the fact that too much of the criticality-causing powder must not get into the process container.
  • the development according to claim 5 monitors that not too much powder can get into the receptacle.
  • the device for mechanically processing nuclear fuel powder has a process container 2 which is mounted in fixed bearings 3 so as to be pivotable about a horizontal pivot axis.
  • This process container 2 can be, for example, a ball mill or a mixer.
  • a swivel motor 4 for swiveling the process container 2 about the horizontal swivel axis is assigned to this process container 2.
  • the process container 2 also has a filler neck 5, in which a closure body 6, which can be rotated about a transverse axis and has a passage channel 7 for powder to be processed, is mounted.
  • a scale 8 hangs over the process container 2.
  • a vertical rod 9 with one coupling half of a coupling 10 hangs on this scale 8, in turn, a further vertical rod 11 hangs on the other coupling half of the coupling 10, which has a powder conveying device 12 and one below this powder conveying device 12 located dosing vessel 13 passes through.
  • This metering vessel 13 has a wide upper filling opening 13a and a narrow lower emptying opening 13b.
  • At the bottom has vertical rod 11 a sealing cone 14 tapering towards the upper end of the rod 11, which is loosely fitted into the lower emptying opening 13b.
  • This sealing cone 14 tightly closes the lower emptying opening 13b of the metering vessel 13.
  • the metering vessel 13 with its lower emptying opening 13b sits firmly on the jacket of the sealing cone 14 and thus hangs with the rod 11 on the lower coupling half of the coupling 10.
  • the powder conveying device 12 has two separate conveying paths 15 and 16. There are conveying coils 15a and 16a in each conveying path. Each feed spiral 15a and 16a has an electric drive motor 15b and 16b, respectively. Each conveyor path 15 and 16 has a feed opening 15c and 16c and an outlet opening 15d and 16d. While the feed openings 15c and 16c are each connected to a storage container (not shown), the outlet openings 15d and 16d open downwards into the upper fill opening 13a of the metering vessel 13.
  • a lifting device 17 with an electric lifting motor 17a acts on the rod 11. Furthermore, a metal strip 18a is attached to the rod 11 and is associated with a detection device 18 consisting of a proximity switch for detecting the closed position of the lower emptying opening 13b of the metering vessel 13. Similarly, on the outside of the metering vessel 13, a metal strip 19a is attached, which is associated with a detection device 19 consisting of a proximity switch for the readiness of the scale 8 for weighing the contents of the metering vessel 13.
  • the metal process container 2 is associated with a detection device 21 consisting of a proximity switch for detecting the emptying position of the process container 2.
  • a signal line 25 leads from the scale 8
  • a signal line 26 leads from the scale 22
  • a signal line 27 from the recognition device 18 leads from the scale 22
  • a signal line 28 from the recognition device 19 leads from the input of an electronic safety device 31.
  • An electrical feed line 32 leads to the swivel motor 4 of the process container 2, an electrical feed line 33 to the drive motor 15b of the feed spiral 15a and an electrical feed line 34 to the electric drive motor 16b of the feed spiral 16a.
  • a switching device 35 to 37 is located in each of the feed lines 32 to 34. Signal lines 38 to 40 lead to these switching devices 35 to 37 from the output of the electronic safety device 31.
  • the switching devices 35 to 37 are switches 41 to 43 in the electrical feed lines 32 to 34 upstream. These switches 41 to 43 belong to a process control device that can work manually or automatically. Between the switching device 36 and the switch 42, a signal line 39a goes from the electrical feed line 33 to the signal input of the safety device 31 and between the switching device 37 and switch 43 from the electrical feed line 34 a signal line 40a to the signal input of the safety device 31.
  • an electrical feed line leading to the electric lifting motor 17a which also has a switch belonging to the process control device.
  • an electrical feed line is also not shown to the excitation coil of the clutch 10 and this feed line also contains a switch belonging to the process control device.
  • the scale 8 in FIG. 1 has two bending beam scales 44 and 45 assembled in series.
  • Each bending beam scale consists of a steel rod with a rectangular cross-section.
  • each steel rod On a side parallel to the plane of the drawing in FIG. 2, each steel rod has in the middle two continuous bores 44a and 44b or 45a and 45b which are perpendicular to this side, the cross sections of which partially overlap.
  • Strain gauges 44c and 45c are attached to the two sides of each steel rod, to which the two through bores 44a and 44b or 45a and 45b are parallel, where the diameters of the two bores are perpendicular to these sides .
  • the two bending beam scales 44 and 45 are arranged overlapping one another at a distance from one another and in the vertical longitudinal direction.
  • the lower cantilever scale 45 hangs at one end on one end of the upper cantilever scale 44, while the other end of the upper cantilever scale 44 e.g. is suspended from a frame, not shown.
  • the rod 9 hangs at the other end of the lower bending beam scale 45.
  • the four strain gauges 44c and 45c on each bending beam scale 44 and 45 are each connected in a Wheatstone bridge.
  • the output of the Wheatstone bridge formed by the strain gauges 44c of the beam balance 44 is connected to the process control device by a signal line, not shown.
  • the output of the Wheatstone bridge formed by the strain gauges 45c of the other bending beam scales 45 is led through the signal line 25 to the signal input of the safety device 31.
  • the switch 42 is first closed by a suitably programmed process control device or by hand, so that the drive motor 15b drives the conveying spiral 15a of the conveying path 15 of the conveying device 12 and, for example, UO2 powder naturally enriched with U 235 in the metering container 13 is promoted.
  • the conveying path 15 is the permitted conveying path, so that the safety device 31 does not actuate the switching device 36 and does not interrupt the feed line 33 leading to the drive motor 15b. If, on the other hand, the switch 43 had been actuated first, the conveyor motor 16b would have had to drive the conveyor spiral 16a of the conveyor path 16.
  • the conveyor path 16 is not permitted, however, so that the safety device 31 would have opened the switching device 37 and would have blocked the conveyor path 16. In addition, the safety device 31 could also have blocked the switching device 36 and thus the entire conveyor device 12.
  • the detection device 18 also signals via the signal line 27 that the lower emptying opening 13b of the metering vessel 13 is closed. Since the coupling 10 is closed, the detection device 19 can also signal readiness for weighing for the metering vessel 13 via the signal line 28 to the monitoring device 31, and the safety device 31 measures the mass of the powder in the metering vessel 13 determined by the balance 8 and which was conveyed through the conveying path 15 into the metering vessel 13. The measured mass is summed up and stored both in a component memory of the safety device 31 assigned to the conveying path 15 and in an overall memory of this safety device 31.
  • the process control device After switching off the conveyor motor 15b by opening the switch 42 by the process control device, the process control device releases the clutch 10 and actuates the lifting motor 17a, so that the lifting device 17 lowers the rod 11 with the dosing vessel 13 attached to it and with the lower emptying opening 13b settles on the filler neck 5 of the process container 3.
  • the closure body 6 in the filler neck 5 is rotated so that the passage 7 in the closure body 6 is directed vertically.
  • the rod 11 is lowered even further with the lifting device 17, so that the sealing cone 14 opens the lower emptying opening 13b of the metering vessel 13 and the powder trickles out of the metering vessel 13 into the process container 2.
  • the process control device then operates the lifting motor 17a in the opposite direction, and the lifting device 17 lifts the rod 11 again.
  • the sealing cone 14 again closes the lower emptying opening 13b and finally the rod 11 lifts the metering vessel 13 and carries it back into the filling position shown in FIG. 1.
  • the rod 11 automatically couples to the rod 9 again via the coupling 10, and the metering vessel 13 is again ready for weighing.
  • the safety device 31 adds up the masses of the UO 2 powder filled in portions from the metering device 13 via the conveying path 15 into the process container 2. When the sum of these masses reaches a predetermined limit value, the safety device releases the blocking of the conveying path 16 by keeping the switching device 37 closed and opening the switching device 36 when the switch 43 is actuated.
  • the metering vessel 13 conveys powder, for example consisting of U / Pu mixed oxide, supplied via the conveying path 16 into the process container 2.
  • the safety device 31 sums up in a component memory associated with this conveying path 16 and in the total memory also the masses of this into the process container 2 U / Pu mixed oxide powder conveyed in portions and deposits the measured masses.
  • the safety device 31 finally blocks the conveying path 16 again by keeping the switching device 37 open when the sum of the masses of the U / Pu mixed oxide powder conveyed via the conveying path 16 reaches a predetermined limit value.
  • the safety device 31 also blocks the conveying device 12 by opening the switching devices 36 and 37 when the sum of the powder masses filled in the process container 2 reaches a predetermined limit value.
  • the process container 2 is pivoted through 90 ° about the axis determined by the bearing 3 and the process, e.g. Grinding or mixing of the powder in the process container carried out.
  • the process container 2 is pivoted about the axis determined by the bearing 3 by a further 90 ° and is docked with the filler neck 5 to the hopper 24 of the receptacle 23.
  • the closure body 6 has been brought back into the emptying position with the vertical passage channel 7, the powder trickles out of the process container 2 into the receiving container 23.
  • closure body 6 is brought back into the closed position and the process container 2 is pivoted about the axis determined by the bearing 3 into the starting position shown in FIG.
  • the detection device 21 for emptying the process container 2 had previously given a signal to the input of the safety device 31, and this safety device 31 compares the mass of the powder located in the receptacle 23 with the scale 22 with the mass stored in the total memory of the safety device 31. It opens the switching devices 36 and 37 blocking the conveying device 12 when the one measured in the receptacle 23 Powder mass differs from the sum of the powder masses of the individual portions conveyed into the process container 2 with the metering vessel 13 by a predetermined value or more.
  • the process container 2 can be filled several times and emptied several times into the receiving container 23.
  • the safety device 31 opens the switching device 35 by blocking the swivel motor 4 when either the powder mass measured by the scale 22 in the receptacle 23 reaches or exceeds a predetermined limit value or when the signals from the detection device 21 for emptying the process container 2 from the safety device 31 counted empties of the process container 2 in the receiving container 23 reaches a predetermined value.

Landscapes

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  • Filling Or Emptying Of Bunkers, Hoppers, And Tanks (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum mechanischen Bearbeiten von Pulver, insbesondere Kernbrennstoffpulver, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine solche Einrichtung ist bereits üblich. Soll diese Einrichtung in großtechnischem Maßstab benutzt werden, so muß der Prozeßbehälter so groß ausgeführt sein, daß in ihm gleichzeitig eine verhältnismäßig große Pulvermasse mechanisch bearbeitet werden kann.
  • Bei der Bearbeitung von Pulver, das eine kritische Masse bilden kann, wie z.B. Kernbrennstoffpulver, ist es wichtig, daß mit dem Dosiergefäß in den Prozeßbehälter portionsweise eindosiertes Pulver im Prozeßbehälter keine Gesamtmasse bildet, die auch nur annähernd eine kritische Masse ist. Der zwischen der Pulverfördervorrichtung und dem Aufnahmebehälter ablaufende Prozeß wird von Hand oder durch eine automatische Prozeßsteuervorrichtung in diesem Sinne gesteuert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zum mechanischen Bearbeiten von Pulver weiterzubilden und die Prozeßsteuerung auf Richtigkeit insofern zu überwachen, daß sich keine kritische Pulvermasse im Prozeßbehälter ausbilden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe hat eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.
  • Dadurch, daß die Sicherheitsvorrichtung die Fördervorrichtung blockiert, wenn die Summe der Massen der in den Prozeßbehälter geförderten Einzelportionen einen vorgegebenen ersten Grenzwert erreicht, wird sichergestellt, daß die aus dem Dosierbehälter in den Prozeßbehälter gelangte Gesamtpulvermasse für sich allein keine kritische Masse im Prozeßbehälter aufbauen kann. Dadurch, daß die Sicherheitsvorrichtung die Fördervorrichtung ebenfalls blockiert, wenn die nach dem Entleeren des Prozeßbehälters in den Aufnahmebehälter gemessene Pulvermasse im Aufnahmebehälter von der Summe der Pulvermassen der in den Prozeßbehälter geförderten Einzelportionen um einen vorgegebenen Wert oder mehr differiert, wird sichergestellt, daß durch Zufördern von Pulver mit dem Dosierbehälter in den Prozeßbehälter die im Prozeßbehälter unvermeidlich zurückgehaltene Restpulvermasse (hold up) mit der zugeförderten Pulvermasse keine kritische Masse bilden kann.
  • Die Patentansprüche 2 bis 6 sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung gerichtet.
  • Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 kann sichergestellt werden, daß über den zweiten Förderweg in das Dosiergefäß kein Pulver gefördert werden kann, das beispielsweise in verhältnismäßig geringer Masse Kritikalität hervorrufen könnte, wenn nicht zuvor über den ersten Förderweg in das Dosiergefäß eine genügende Masse eines anderen, z.B. Kritikalität herabsetzenden Pulvers, gefördert worden ist.
  • Die Weiterbildung nach Patentanspruch 3 trägt der Tatsache Rechnung, daß bei Vorhandensein einer genügend großen Masse von Pulver, das die Kritikalität herabsetzt, die Förderung von Kritikalität hervorrufenden Pulver in den Prozeßbehälter vorgenommen werden kann.
  • Die Weiterbildung nach Patentanspruch 4 trägt der Tatsache Rechnung, daß nicht zu viel von dem Kritikalität hervorrufenden Pulver in den Prozeßbehälter gelangen darf.
  • Die Weiterbildung nach Patentanspruch 5 überwacht, daß nicht zu viel Pulver insgesamt in den Aufnahmebehälter gelangen kann.
  • Dies wird auch durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 6 erzielt. Es wird aber auch eine große Bandbreite der Einstellung der Mischungsverhältnisse der durch die verschiedenen Förderwege geförderten Pulver im Aufnahmebehälter ermöglicht.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:
    • Figur 1 zeigt stark schematisiert eine Einrichtung zum mechanischen Bearbeiten von Kernbrennstoffpulver.
    • Figur 2 zeigt schematisiert eine Waage für die Einrichtung nach Figur 1.
  • Die Vorrichtung zum mechanischen Bearbeiten von Kernbrennstoffpulver nach Figur 1 weist einen Prozeßbehälter 2 auf, der in ortsfesten Lagern 3 um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Dieser Prozeßbehälter 2 kann beispielsweise eine Kugelmühle oder ein Mischer sein. Diesem Prozeßbehälter 2 ist ein Schwenkmotor 4 zum Schwenken des Prozeßbehälters 2 um die horizontale Schwenkachse zugeordnet. Der Prozeßbehälter 2 weist ferner einen Einfüllstutzen 5 auf, in dem ein um eine Querachse drehbarer Verschlußkörper 6 mit Durchtrittskanal 7 für zu bearbeitendes Pulver gelagert ist.
  • Über dem Prozeßbehälter 2 hängt eine Waage 8. An dieser Waage 8 ihrerseits hängt eine vertikale Stange 9 mit der einen Kupplungshälfte einer Kupplung 10. An der anderen Kupplungshälfte der Kupplung 10 hängt eine weitere vertikale Stange 11, die eine Pulverfördervorrichtung 12 und ein unterhalb dieser Pulverfördervorrichtung 12 befindliches Dosiergefäß 13 durchgreift. Dieses Dosiergefäß 13 hat eine weite obere Einfüllöffnung 13a und eine enge untere Entleeröffnung 13b. Am Unterende hat die vertikale Stange 11 einen sich zum Oberende der Stange 11 hin verjüngenden Dichtungskegel 14, der lose in die untere Entleeröffnung 13b eingepaßt ist. Dieser Dichtungskegel 14 verschließt die untere Entleeröffnung 13b des Dosiergefäßes 13 dicht. Zugleich sitzt das Dosiergefäß 13 mit seiner unteren Entleeröffnung 13b fest auf dem Mantel des Dichtungskegels 14 auf und hängt so mit der Stange 11 an der unteren Kupplungshälfte der Kupplung 10.
  • Die Pulverfördervorrichtung 12 hat zwei getrennte Förderwege 15 und 16. In jedem Förderweg befindet sich eine Förderwendel 15a bzw. 16a. Jede Förderwendel 15a und 16a hat einen elektrischen Antriebsmotor 15b bzw. 16b. Jeder Förderweg 15 und 16 hat eine Zufuhröffnung 15c und 16c sowie eine Austrittsöffnung 15d und 16d. Während die Zufuhröffnungen 15c und 16c jeweils an einem nicht dargestellten Vorratsbehälter angeschlossen sind, münden die Austrittsöffnungen 15d und 16d nach unten in die obere Einfüllöffnung 13a des Dosiergefäßes 13.
  • An der Stange 11 greift eine Hubvorrichtung 17 mit einem elektrischen Hubmotor 17a an. Ferner ist an der Stange 11 ein Metallstreifen 18a angebracht, der einer aus einem Näherungsschalter bestehenden Erkennungsvorrichtung 18 zum Erkennen des Geschlossenseins der unteren Entleeröffnung 13b des Dosiergefäßes 13 zugeordnet ist. Ähnlich ist außen am Dosiergefäß 13 ein Metallstreifen 19a angebracht, der eine aus einem Näherungsschalter bestehenden Erkennungsvorrichtung 19 für die Wiegebereitschaft der Waage 8 zum Wiegen des Inhalts des Dosiergefäßes 13 zugeordnet ist.
  • Schließlich ist der aus Metall bestehende Prozeßbehälter 2 einer aus einem Näherungsschalter bestehenden Erkennungsvorrichtung 21 zum Erkennen der Entleerstellung des Prozeßbehälters 2 zugeordnet.
  • Unterhalb des Prozeßbehälters 2 befindet sich auf einer Waage 22 ein Aufnahmebehälter 23 mit einem Auffülltrichter 24 zum Andocken an den Einfüllstutzen 5 des Prozeßbehälters 2.
  • Von der Waage 8 führt eine Signalleitung 25, von der Waage 22 eine Signalleitung 26, von der Erkennungsvorrichtung 18 eine Signalleitung 27, von der Erkennungsvorrichtung 19 eine Signalleitung 28, und von der Erkennungsvorrichtung 21 eine Signalleitung 30 zum Eingang einer elektronischen Sicherheitsvorrichtung 31.
  • Eine elektrische Speiseleitung 32 führt zum Schwenkmotor 4 des Prozeßbehälters 2, eine elektrische Speiseleitung 33 zum Antriebsmotor 15b der Förderwendel 15a und eine elektrische Speiseleitung 34 zum elektrischen Antriebsmotor 16b der Förderwendel 16a. In jeder der Speiseleitungen 32 bis 34 befindet sich eine Schaltvorrichtung 35 bis 37. Zu diesen Schaltvorrichtungen 35 bis 37 führen Signalleitungen 38 bis 40 vom Ausgang der elektronischen Sicherheitsvorrichtung 31. Den Schaltvorrichtungen 35 bis 37 sind in den elektrischen Speiseleitungen 32 bis 34 Schalter 41 bis 43 vorgeschaltet. Diese Schalter 41 bis 43 gehören zu einer Prozeßsteuervorrichtung, die manuell oder auch automatisch arbeiten kann. Zwischen Schaltvorrichtung 36 und Schalter 42 geht von der elektrischen Speiseleitung 33 eine Signalleitung 39a zum Signaleingang der Sicherheitsvorrichtung 31 und zwischen Schaltvorrichtung 37 und Schalter 43 von der elektrischen Speiseleitung 34 eine Signalleitung 40a zum Signaleingang der Sicherheitsvorrichtung 31 ab.
  • Nicht dargestellt ist eine zum elektrischen Hubmotor 17a führende elektrische Speiseleitung, die ebenfalls einen zur Prozeßsteuervorrichtung gehörenden Schalter aufweist. Nicht dargestellt ist schließlich auch eine elektrische Speiseleitung zur Erregerspule der Kupplung 10 und diese Speiseleitung enthält ebenfalls einen zur Prozeßsteuervorrichtung gehörenden Schalter.
  • Nach der Seitenansicht entsprechend Figur 2 weist die Waage 8 in Figur 1 zwei in Serie zusammengebaute Biegebalken-Waagen 44 und 45 auf. Jede Biegebalken-Waage besteht aus einem Stahlstab mit rechteckigem Querschnitt. An einer zur Zeichenebene der Figur 2 parallelen Seite weist jeder Stahlstab in der Mitte zwei durchgehende, zu dieser Seite rechtwinklige Bohrungen 44a und 44b bzw. 45a und 45b auf, deren Querschnitte sich zu einem Teil überlappen. An den beiden Seiten jedes Stahlstabs, zu denen die beiden durchgehenden Bohrungen 44a und 44b bzw. 45a und 45b parallel sind, ist an den Stellen, an denen die Durchmesser der beiden Bohrungen rechtwinklig zu diesen Seiten sind, je ein Dehnungsmeßstreifen 44c bzw. 45c angebracht.
  • Die beiden Biegebalken-Waagen 44 und 45 sind sich überdeckend mit Abstand voneinander und vertikaler Längsrichtung übereinander angeordnet. Die untere Biegebalken-Waage 45 hängt mit einem Ende an einem Ende der oberen Biegebalken-Waage 44, während das andere Ende der oberen Biegebalken-Waage 44 z.B. an einem nicht dargestellten Gestell aufgehängt ist. Am anderen Ende der unteren Biegebalken-Waage 45 hängt die Stange 9.
  • Die vier Dehnungsmeßstreifen 44c bzw. 45c an jeder Biegebalken-Waage 44 und 45 sind jeweils in einer Wheatstone'schen Brücke geschaltet. Der Ausgang der durch die Dehnungsmeßstreifen 44c der Biegebalken-Waage 44 gebildeten Wheatstone'schen Brücke ist mit einer nicht dargestellten Signalleitung mit der Prozeßsteuervorrichtung verbunden. Der Ausgang der durch die Dehnungsmeßstreifen 45c der anderen Biegebalken-Waage 45 gebildeten Wheatstone'schen Brücke ist durch die Signalleitung 25 zum Signaleingang der Sicherheitsvorrichtung 31 geführt.
  • In der Einrichtung nach Figur 1 wird durch eine entsprechend programmierte Prozeßsteuervorrichtung oder von Hand zunächst der Schalter 42 geschlossen, so daß der Antriebsmotor 15b die Förderwendel 15a des Förderwegs 15 der Fördervorrichtung 12 antreibt und beispielsweise UO₂-Pulver natürlicher Anreicherung mit U 235 in den Dosierbehälter 13 gefördert wird. Der Förderweg 15 ist der zugelassene Förderweg, so daß die Sicherheitsvorrichtung 31 die Schaltvorrichtung 36 nicht betätigt und die zum Antriebsmotor 15b führende Speiseleitung 33 nicht unterbricht. Wäre hingegen zuerst der Schalter 43 betätigt worden, so hätte der Fördermotor 16b die Förderwendel 16a des Förderwegs 16 antreiben müssen. Der Förderweg 16 ist aber nicht zugelassen, so daß die Sicherheitsvorrichtung 31 die Schaltvorrichtung 37 geöffnet und damit den Förderweg 16 blockiert hätte. Zusätzlich hätte die Sicherheitsvorrichtung 31 auch noch die Schaltvorrichtung 36 und damit die gesamte Fördervorrichtung 12 blockieren können.
  • Die Erkennungsvorrichtung 18 signalisiert ferner über die Signalleitung 27 das Geschlossensein der unteren Entleeröffnung 13b des Dosiergefäßes 13. Da die Kupplung 10 geschlossen ist, kann auch die Erkennungsvorrichtung 19 Wiegebereitschaft für das Dosiergefäß 13 über die Signalleitung 28 der Überwachungsvorrichtung 31 signalisieren, und die Sicherheitsvorrichtung 31 mißt die durch die Waage 8 bestimmte Masse des in dem Dosiergefäß 13 befindlichen Pulvers, das durch den Förderweg 15 in das Dosiergefäß 13 gefördert wurde. Die gemessene Masse wird sowohl in einem dem Förderweg 15 zugeordneten Komponentenspeicher der Sicherheitsvorrichtung 31 als auch in einem Gesamtspeicher dieser Sicherheitsvorrichtung 31 aufsummiert und abgelegt.
  • Nach Abschalten des Fördermotors 15b durch Öffnen des Schalters 42 durch die Prozeßsteuervorrichtung löst die Prozeßsteuervorrichtung die Kupplung 10 und betätigt den Hubmotor 17a, so daß die Hubvorrichtung 17 die Stange 11 mit dem an ihr hängenden Dosiergefäß 13 absenkt und mit der unteren Entleeröffnung 13b auf den Einfüllstutzen 5 des Prozeßbehälters 3 absetzt. Vorher wird der Verschlußkörper 6 im Einfüllstutzen 5 so gedreht, daß der Durchtrittskanal 7 im Verschlußkörper 6 vertikal gerichtet ist. Die Stange 11 wird mit der Hubvorrichtung 17 noch weiter abgesenkt, so daß der Dichtungskegel 14 die untere Entleeröffnung 13b des Dosiergefäßes 13 freigibt und das Pulver aus dem Dosiergefäß 13 in den Prozeßbehälter 2 rieselt.
  • Hierauf wird von der Prozeßsteuervorrichtung der Hubmotor 17a in entgegengesetzter Richtung betrieben, und die Hubvorrichtung 17 hebt die Stange 11 wieder an. Hierbei verschließt zunächst der Dichtungskegel 14 wieder die untere Entleeröffnung 13b und schließlich hebt die Stange 11 das Dosiergefäß 13 an und trägt es wieder in die in Figur 1 dargestellte Befüllstellung. Schließlich kuppelt die Stange 11 selbsttätig über die Kupplung 10 wieder an der Stange 9 an, und das Dosiergefäß 13 ist erneut in Wiegebereitschaft.
  • Dieser Vorgang wird entsprechend oft wiederholt, bis der Prozeßbehälter 2 ausreichend mit Pulver gefüllt ist. Die Sicherheitsvorrichtung 31 summiert hierbei die Massen des aus der Dosiervorrichtung 13 über den Förderweg 15 in den Prozeßbehälter 2 portionsweise eingefüllten UO₂-Pulvers. Wenn die Summe dieser Massen einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, hebt die Sicherheitsvorrichtung die Blockierung des Förderwegs 16 auf, indem sie die Schaltvorrichtung 37 geschlossen hält und die Schaltvorrichtung 36 öffnet, wenn der Schalter 43 betätigt wird.
  • Das Dosiergefäß 13 fördert auf diese Weise über den Förderweg 16 zugeführtes, beispielsweise aus U/Pu-Mischoxid bestehendes Pulver in den Prozeßbehälter 2. Die Sicherheitsvorrichtung 31 summiert in einem diesem Förderweg 16 zugeordneten Komponentenspeicher und in dem Gesamtspeicher auch die Massen dieses in den Prozeßbehälter 2 portionsweise geförderten U/Pu-Mischoxidpulvers und legt die gemessenen Massen ab. Die Sicherheitsvorrichtung 31 blockiert schließlich wieder den Förderweg 16 durch Offenhalten der Schaltvorrichtung 37, wenn die Summe der Massen des über den Förderweg 16 geförderten U/Pu-Mischoxidpulvers einen vorgegebenen Grenzwert erreicht.
  • Die Sicherheitsvorrichtung 31 blockiert ferner die Fördervorrichtung 12 durch Öffnen der Schaltvorrichtungen 36 und 37, wenn die Summe der in dem Prozeßbehälter 2 eingefüllten Pulvermassen einen vorgegebenen Grenzwert erreicht.
  • Nachdem der Verschlußkörper 6 im Einfüllstutzen 5 des Prozeßbehälters 2 in die Verschlußstellung mit quergestelltem Durchtrittskanal 7 gebracht worden ist, wird der Prozeßbehälter 2 um die durch das Lager 3 bestimmte Achse um 90° geschwenkt und der Prozeß, z.B. Mahlen oder Mischen des Pulvers im Prozeßbehälter, durchgeführt.
  • Hierauf wird der Prozeßbehälter 2 um die durch das Lager 3 bestimmte Achse um weitere 90° geschwenkt und mit dem Einfüllstutzen 5 an den Einfülltrichter 24 des Aufnahmebehälters 23 angedockt. Nachdem der Verschlußkörper 6 wieder in die Entleerstellung mit vertikalem Durchtrittskanal 7 gebracht wurde, rieselt das Pulver aus dem Prozeßbehälter 2 in den Aufnahmebehälter 23.
  • Schließlich wird der Verschlußkörper 6 wieder in die Verschlußstellung gebracht und der Prozeßbehälter 2 um die durch das Lager 3 bestimmte Achse in die in Figur 1 dargestellte Ausgangsstellung geschwenkt.
  • Die Erkennungsvorrichtung 21 für die Entleerstellung des Prozeßbehälters 2 hatte zuvor Signal auf den Eingang der Sicherheitsvorrichtung 31 gegeben, und diese Sicherheitsvorrichtung 31 vergleicht die mit der Waage 22 bestimmte Masse des im Aufnahmegefäß 23 befindlichen Pulvers mit der im Gesamtspeicher der Sicherheitsvorrichtung 31 abgelegten Masse. Sie öffnet die Schaltvorrichtungen 36 und 37 unter Blockierung der Fördervorrichtung 12, wenn die im Aufnahmebehälter 23 gemessene Pulvermasse von der Summe der Pulvermassen der in den Prozeßbehälter 2 mit dem Dosiergefäß 13 beförderten Einzelportionen um einen vorgegebenen Wert oder mehr differiert.
  • Der Prozeßbehälter 2 kann mehrfach befüllt und mehrfach in den Aufnahmebehälter 23 entleert werden. Die Sicherheitsvorrichtung 31 öffnet die Schaltvorrichtung 35 unter Blockierung des Schwenkmotors 4, wenn entweder die von der Waage 22 im Aufnahmebehälter 23 gemessene Pulvermasse einen vorgegebenen Grenzwert erreicht oder überschreitet oder wenn die durch die Signale der Erkennungsvorrichtung 21 für die Entleerstellung des Prozeßbehälters 2 von der Sicherheitsvorrichtung 31 gezählten Entleerungen des Prozeßbehälters 2 in den Aufnahmebehälter 23 einen vorgegebenen Wert erreicht.

Claims (6)

  1. Einrichtung zum mechanischen Bearbeiten von Pulver, insbesondere Kernbrennstoffpulver, in einem Prozeßbehälter (2), insbesodnere in einer Mühle oder einem Mischer, mit einem dem Prozeßbehälter (2) zugeordneten Dosiergefäß (13), mit einer in das Dosiergefäß (13) mündenden Pulverfördervorrichtung (12) und mit einem Aufnahmebehälter (23), in den der Prozeßbehälter (2) entleerbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) daß dem Dosiergefäß (13), das mit einer verschließbaren, in den Prozeßbehälter führbaren Entleeröffnung (13b) versehen ist, eine erste Waage (8) zugeordnet ist,
    b) daß dem Aufnahmebehälter (23) eine zweite Waage (22) zugeordnet ist,
    c) daß der ersten Waage (8) eine erste Erkennungsvorrichtung (19) zum Erkennen der Wiegebereitschaft der ersten Waage (8) zugeordnet ist,
    d) daß dem Dosiergefäß (13) eine zweite Erkennungsvorrichtung (18) zugeordnet ist, die das Geschlossensein der Entleeröffnung (13b) erkennt,
    e) daß eine Sicherheitsvorrichtung (31) vorgesehen ist, die mit ihrem Signaleingang an der ersten (8) und an der zweiten Waage (22) sowie an der ersten (19) und an der zweiten Erkennungsvorrichtung (18) und mit ihrem Signalausgang an der Pulverfördervorrichtung (12) angeschlossen ist,
    f) daß die Sicherheitsvorrichtung (31) die von der ersten Waage (8) gemessene Pulvermasse auswertet, wenn gleichzeitig die erste Erkennungseinrichtung (19) Wiegebereitschaft und die zweite Erkennungsvorrichtung (18) geschlossene Entleeröffnung anzeigt,
    g) daß die Sicherheitsvorrichtung (31) die von der ersten Waage (8) gemessenen, aus dem Dosierbehälter (13) in Einzelportionen in den Prozeßbehälter (2) geförderten Pulvermassen aufsummiert und
    h) daß die Sicherheitsvorrichtung (31) die Fördervorrichtung (12) blockiert, wenn die Summe der Pulvermassen der aus dem Dosierbehälter (13) geförderten Einzelportionen einen vorgegebenen ersten Grenzwert erreicht, oder wenn die von der zweiten Waage (22) nach dem Entleeren des Prozeßbehälters (2) in den Aufnahmebehälter (23) gemessene Pulvermasse von der Summe der Pulvermassen der in den Prozeßbehälter (2) geförderten Einzelportionen um einen vorgegebenen Wert oder mehr differiert.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverfördervorrichtung (12) mindestens zwei Förderwege (15 und 16) aufweist,
    daß der Pulverfördervorrichtung (12) eine dritte Erkennungsvorrichtung (39a; 40a) zugeordnet ist, die den auf das Dosiergefäß geschalteten Förderweg erkennt,
    daß die Sicherheitsvorrichtung (31) mit ihrem Signaleingang an der dritten Erkennungsvorrichtung (39a; 40a) und mit ihrem Signalausgang an der Pulverfördervorrichtung (12) angeschlossen ist und
    daß die Sicherheitsvorrichtung (31) bei einem auf das Dosiergefäß (13) geschalteten ersten Förderweg (15) entweder einen zweiten Förderweg (16) zum Dosiergefäß (13) blockiert, wenn der erste Förderweg (15) zugelassen ist, oder den ersten Förderweg (15) oder die gesamte Fördervorrichtung (12) blockiert, wenn der erste Förderweg (15) nicht zugelassen ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2
    dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (31) die Blockierung des zweiten Förderwegs (16) aufhebt, wenn die Summe der über den ersten Förderweg (15) in den Prozeßbehälter (2) geförderten Pulvermassen einen vorgegebenen zweiten Grenzwert kleiner als der erste Grenzwert erreicht oder überschreitet.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (31) den zweiten Förderweg (16) wieder blockiert, wenn die Summe der über den zweiten Förderweg (16) in den Prozeßbehälter (2) geförderten Pulvermassen einen vorgegebenen dritten Grenzwert kleiner als der erste Grenzwert erreicht.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (31) mit ihrem Signalausgang an einer Vorrichtung (35) angeschlossen ist, die das Entleeren des Prozeßbehälters (2) in den Aufnahmebehälter (23) blockiert, wenn die von der zweiten Waage (22) gemessene Pulvermasse im Aufnahmebehälter (23) einen vorgegebenen vierten Grenzwert erreicht.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (31) mit ihrem Signaleingang an einer Erkennungsvorrichtung (21) zum Erkennen der Anzahl der Entleerungen des Prozeßbehälters (2) in den Aufnahmebehälter (23) und mit ihrem Signalausgang an einer Vorrichtung angeschlossen ist, die das Entleeren des Prozeßbehälters (2) in den Aufnahmebehälter (23) blockiert, wenn die Anzahl der Entleerungen einen vorgegebenen Wert erreicht.
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