EP1277513B1 - Apparatus for homogenizing powder, its use and a method making use of such an apparatus - Google Patents

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EP1277513B1
EP1277513B1 EP02291785A EP02291785A EP1277513B1 EP 1277513 B1 EP1277513 B1 EP 1277513B1 EP 02291785 A EP02291785 A EP 02291785A EP 02291785 A EP02291785 A EP 02291785A EP 1277513 B1 EP1277513 B1 EP 1277513B1
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EP
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powder
shell
drum
orifice
shaft
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Gérard Bertolotti
Christian Orange
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Orano Demantelement SAS
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Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
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    • B01F35/95—Heating or cooling systems using heated or cooled stirrers

Description

La présente invention concerne un dispositif d'homogénéisation de poudre, son utilisation et un procédé d'homogénéisation utilisant un tel dispositif.The present invention relates to a powder homogenization device, its use and a homogenization process using such a device.

De manière plus spécifique, mais non exclusive, la présente invention concerne un dispositif d'homogénéisation de poudre spécialement adapté à une poudre nocive dégageant de la chaleur, en particulier une poudre radioactive, telle que de l'oxyde de plutonium ou plus particulièrement du dioxyde de plutonium (PuO2).More specifically, but not exclusively, the present invention relates to a powder homogenization device especially adapted to a harmful heat-generating powder, in particular a radioactive powder, such as plutonium oxide or more particularly dioxide of plutonium (PuO 2 ).

Un tel dispositif d'homogénéisation doit à la fois respecter les contraintes d'homogénéité, de granulométrie et de composition isotopique de la poudre, tout en évitant la formation de ségrégations, et en évacuant les dégagements thermiques inhérents à la poudre nocive et à son brassage.Such a homogenization device must at the same time respect the constraints of homogeneity, particle size and isotopic composition of the powder, while avoiding the formation of segregations, and by evacuating the heat releases inherent to the harmful powder and its mixing. .

Un tel dispositif est connu du document FR-A-2 094 283 .Such a device is known from the document FR-A-2,094,283 .

En outre, la présente invention a également pour but de fournir un dispositif d'homogénéisation d'une poudre nocive qui puisse s'intégrer dans une chaîne de traitement entre un dispositif amont en direction d'un dispositif aval, en permettant également d'évacuer la poudre vers le dispositif aval tout en contrôlant et en régulant le débit de la poudre depuis le dispositif d'homogénéisation vers le dispositif aval.In addition, the object of the present invention is also to provide a device for homogenizing a harmful powder that can be integrated into a treatment chain between an upstream device in the direction of a downstream device, also making it possible to evacuate the powder to the downstream device while controlling and regulating the flow rate of the powder from the homogenizer to the downstream device.

Les dispositifs d'homogénéisation de poudre proposés jusqu'à aujourd'hui ne permettent pas de répondre efficacement à toutes ces conditions.The powder homogenization devices proposed until today do not make it possible to respond effectively to all these conditions.

Afin d'atteindre ce but, la présente invention prévoit un dispositif d'homogénéisation de poudre, caractérisé en ce qu'il comprenant :

  • un corps cylindrique de section circulaire et d'axe longitudinal sensiblement horizontal, étanche et présentant une virole cylindrique refermée à ses extrémités par deux flasques en forme de disque, ledit corps étant muni d'au moins un orifice de remplissage situé en partie haute dudit corps et d'au moins un orifice de vidange débouchant dans le fond dudit corps,
  • un ensemble de tambours cylindriques de section circulaire disposé à l'intérieur du corps avec lequel il est coaxial et étanche, ledit ensemble de tambours comprenant un tambour interne et un tambour externe munis chacun d'une paroi cylindrique refermée à ses extrémités par deux parois en forme de disque, la face extérieure de la paroi cylindrique dudit tambour externe étant recouverte de pales qui permettent d'homogénéiser la poudre contenue dans l'espace annulaire formé entre la paroi cylindrique du tambour externe et la virole du corps, un espace de révolution étant crée entre lesdits tambours interne et externe,
  • un arbre disposé selon ledit axe longitudinal à travers ledit corps cylindrique en étant monté sur un palier au niveau de chaque flasque et sur lequel ledit ensemble de tambours cylindriques est monté de manière solidaire, ledit arbre comprenant une première portion d'extrémité munie d'un premier canal interne longitudinal et une deuxième portion d'extrémité munie d'un deuxième canal interne longitudinal, ledit premier canal étant relié, à l'extérieur du corps, à un système d'alimentation en air refroidi et ladite première portion d'extrémité étant, à l'intérieur du corps, munie d'au moins un orifice d'alimentation pour l'amenée de l'air refroidi dans ledit espace de révolution depuis ledit premier canal, ladite deuxième portion d'extrémité étant, à l'intérieur du corps, munie d'au moins un orifice d'évacuation mettant en communication de fluide ledit espace de révolution avec ledit deuxième canal, et ledit deuxième canal étant, à l'extérieur du corps, relié à un système d'évacuation de l'air pour la sortie de l'air hors dudit espace de révolution, un système d'étanchéité équipant chaque palier, et
  • des moyens moteurs mettant en rotation ledit arbre.
In order to achieve this object, the present invention provides a device for homogenizing powder, characterized in that it comprises:
  • a cylindrical body of circular section and a substantially horizontal longitudinal axis, sealed and having a cylindrical shell closed at its ends by two disc-shaped flanges, said body being provided with at least one filling orifice located in the upper part of said body and at least one drain opening opening into the bottom of said body,
  • a set of cylindrical drums of circular section disposed inside the body with which it is coaxial and sealed, said set of drums comprising an inner drum and an outer drum each provided with a cylindrical wall closed at its ends by two walls; disc shape, the outer face of the cylindrical wall of said outer drum being covered with blades which allow to homogenize the powder contained in the annular space formed between the cylindrical wall of the outer drum and the shell of the body, a revolution space being created between said inner and outer drums,
  • a shaft disposed along said longitudinal axis through said cylindrical body being mounted on a bearing at each flange and on which said set of cylindrical drums is integrally mounted, said shaft comprising a first end portion provided with a first longitudinal internal channel and a second end portion provided with a second longitudinal internal channel, said first channel being connected, outside the body, to a cooled air supply system and said first end portion being within the body, provided with at least one supply port for supplying cooled air into said revolution space from said first channel, said second end portion being, within the body, provided with at least one evacuation port placing in fluid communication said space of revolution with said second channel, and said second channel being, outside the body, connected to an air evacuation system for the exit of air out of said revolution space, a sealing system equipping each bearing, and
  • motor means rotating said shaft.

On comprend que cette solution utilise un système de refroidissement interne du dispositif d'homogénéisation et de la poudre qu'il contient. On comprend également que cette solution permet de réaliser l'homogénéisation par mélange de la poudre contenue dans l'espace annulaire formé entre la paroi cylindrique du tambour externe mobile et la virole du corps fixe. En effet, le refroidissement de la poudre est rendu possible par la présence d'air froid à l'intérieur de l'espace de révolution délimité entre le tambour externe et le tambour interne, ce qui engendre une grande surface d'échange thermique (toute la surface de la paroi cylindrique du tambour externe) entre l'air froid et la poudre.It is understood that this solution uses an internal cooling system of the homogenizer and the powder it contains. It is also understood that this solution makes it possible to achieve homogenization by mixing the powder contained in the annular space formed between the cylindrical wall of the mobile outer drum and the ferrule of the fixed body. Indeed, the cooling of the powder is made possible by the presence of cold air inside the space of revolution delimited between the outer drum and the inner drum, which generates a large heat exchange surface (any the surface of the cylindrical wall of the outer drum) between the cold air and the powder.

Dans la suite, on entend par l'expression "moitié axiale" du tambour interne ou du tambour externe, l'une des deux parties (ou premier demi tambour longitudinal) de ce tambour séparée de l'autre partie (ou deuxième demi tambour longitudinal) par un plan transversal orthogonal à la direction longitudinale ou axiale (X, X') du tambour, ce plan transversal étant situé à la moitié de la longueur du tambour concerné. Sur les figures 1 et 2, ce plan transversal est celui qui passe par les axes (Y, Y') et (Z, Z').In the following, the expression "axial half" of the inner drum or of the outer drum is understood to mean one of the two parts (or first half longitudinal drum) of this drum separated from the other part (or second half longitudinal drum). ) by a transverse plane orthogonal to the longitudinal or axial direction (X, X ') of the drum, transverse plane being located at half the length of the drum concerned. In Figures 1 and 2, this transverse plane is the one that passes through the axes (Y, Y ') and (Z, Z').

De préférence, lesdites pales sont hélicoïdales et forment un pas de vis inversé entre chaque moitié axiale du tambour externe.Preferably, said blades are helical and form an inverted screw pitch between each axial half of the outer drum.

Egalement, de préférence, la paroi cylindrique de chaque moitié axiale du tambour externe est recouverte, sur sa face externe, d'une pale interne hélicoïdale accolée sur ladite face externe tout le long de ladite moitié axiale et d'une pale externe hélicoïdale espacée de ladite face externe tout le long de ladite moitié axiale, lesdites pales interne et externe présentant entre elles, sur chaque moitié axiale de la paroi cylindrique, un pas de vis inversé.Also, preferably, the cylindrical wall of each axial half of the outer drum is covered, on its outer face, with an internal helical blade contiguous on said outer face along said axial half and an outer helical blade spaced from said outer face all along said axial half, said inner and outer blades having between them, on each axial half of the cylindrical wall, an inverted screw pitch.

Afin d'améliorer encore l'échange thermique au sein du dispositif d'homogénéisation, on prévoit, de préférence, que l'espace délimité entre le tambour externe et le tambour interne est équipé d'ailettes.In order to further improve the heat exchange within the homogenizer, it is preferably provided that the space defined between the outer drum and the inner drum is equipped with fins.

Afin d'améliorer les performances de refroidissement de la poudre par le dispositif d'homogénéisation, selon une solution très avantageuse, on prévoit que ladite virole est formée, au moins dans sa partie inférieure, d'une enveloppe étanche à double paroi dans laquelle est susceptible de circuler de l'air refroidi provenant d'un système d'alimentation en air refroidi.In order to improve the cooling performance of the powder by the homogenizer, according to a very advantageous solution, it is provided that said shell is formed, at least in its lower part, with a double-walled waterproof envelope in which is capable of circulating cooled air from a cooled air supply system.

Ainsi on comprend que cette disposition ajoute au système de refroidissement interne, un système de refroidissement externe situé à l'extérieur de l'espace annulaire contenant la poudre.Thus it is understood that this provision adds to the internal cooling system, an external cooling system located outside the annular space containing the powder.

Pour améliorer les capacités d'échange thermique de ce système de refroidissement externe, on prévoit, de préférence, que ladite enveloppe est équipée d'ailettes disposées sur la face de la paroi supérieure de ladite enveloppe tournée vers l'intérieur de ladite enveloppe.To improve the heat exchange capacity of this external cooling system, it is preferably provided that said casing is equipped with fins disposed on the face of the upper wall of said casing turned towards the inside of said casing.

La présente invention concerne également l'utilisation du dispositif d'homogénéisation de poudre du type précité, le dispositif étant placé dans une boîte à gants, ladite poudre étant radioactive et constituée de préférence de dioxyde de plutonium (PuO2).The present invention also relates to the use of the powder homogenization device of the aforementioned type, the device being placed in a glove box, said powder being radioactive and preferably consisting of plutonium dioxide (PuO 2 ).

La présente invention concerne également un procédé d'homogénéisation et de refroidissement d'une poudre, utilisant un dispositif d'homogénéisation de poudre du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

  1. a) on ferme l'orifice de vidange,
  2. b) on active lesdits moyens moteurs pour entraîner en rotation ledit arbre et ledit ensemble de tambours,
  3. c) on active ledit système d'alimentation en air refroidi afin de remplir et faire circuler de l'air refroidi dans l'espace délimité entre le tambour externe et le tambour interne,
  4. d) on ouvre ledit orifice de remplissage afin de permettre l'arrivée de poudre dans ledit espace annulaire entre le tambour externe et la virole du corps,
  5. e) on ferme ledit orifice de remplissage lorsque la quantité de poudre souhaitée a été introduite dans ledit espace annulaire,
  6. f) on réalise l'homogénéisation par rotation dudit arbre et dudit ensemble de tambours, et
  7. g) on ouvre ledit orifice de vidange pour vider ledit espace annulaire lorsque l'homogénéisation est terminée.
The present invention also relates to a method for homogenizing and cooling a powder, using a powder homogenization device of the aforementioned type, characterized in that it comprises the following steps:
  1. a) the drain hole is closed,
  2. b) activating said motor means to rotate said shaft and said set of drums,
  3. c) activating said cooled air supply system to fill and circulate cooled air in the space defined between the outer drum and the inner drum,
  4. d) opening said filling opening to allow the arrival of powder in said annular space between the outer drum and the shell of the body,
  5. e) closing said filling orifice when the desired amount of powder has been introduced into said annular space,
  6. f) homogenizing by rotation of said shaft and said set of drums, and
  7. g) opening said drain hole to empty said annular space when homogenization is complete.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation, en se référant aux dessins annexés, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif, dans lesquels :

  • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale selon la direction I-I de la figure 2 du dispositif d'homogénéisation de poudre selon la présente invention,
  • les figures 1A et 1B sont des vues partielles agrandies respectivement des détails IA et IB de la figure 1,
  • la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la direction II-II de la figure 1, et
  • la figure 3 est une vue en coupe longitudinale représentant schématiquement le principe de refroidissement du dispositif d'homogénéisation de poudre selon la présente invention.
Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the following description of an embodiment, with reference to the appended drawings, given merely by way of non-limiting example, in which:
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section along direction II of FIG. 2 of the powder homogenizer according to the present invention,
  • FIGS. 1A and 1B are partial enlarged views respectively of details IA and IB of FIG. 1,
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along the direction II-II of FIG. 1, and
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view schematically showing the cooling principle of the powder homogenizer according to the present invention.

Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, le dispositif d'homogénéisation selon la présente invention, référencé 10, est disposé dans une boîte à gants 12 formant une enceinte isolant parfaitement le dispositif de son environnement. Cette boîte à gants 12 comporte toutefois des ouvertures présentées ci-après :

  • l'ouverture 12a, placée dans la partie haute de la boîte à gants 12 permet de raccorder le dispositif d'homogénéisation 10 à un dispositif amont,
  • l'ouverture 12b, disposée dans la partie basse de la boîte à gants 12 permet de raccorder le dispositif d'homogénéisation 10 à un dispositif aval,
  • l'ouverture 12c et l'ouverture 12d permettent de raccorder respectivement l'entrée et la sortie du système de refroidissement interne à une alimentation et à une évacuation d'air,
  • les ouvertures 12e et 12f, situées en partie basse de la boîte à gants à chacune des extrémités en direction longitudinale du dispositif d'homogénéisation 10, permettent respectivement l'entrée et la sortie d'air du système de refroidissement externe,
  • l'ouverture 12g permet le passage du système de raccordement mécanique entre un arbre rotatif et des moyens moteurs, et
  • les ouvertures 12h et 12i permettent le passage des moyens de commande des différentes vannes commandant respectivement l'arrivée et la sortie de poudre.
As can be seen in FIGS. 1 and 3, the homogenizing device according to the present invention, referenced 10, is disposed in a glove box 12 forming an enclosure that perfectly insulates the device from its environment. This glove box 12 however has openings presented below:
  • the opening 12a placed in the upper part of the glove box 12 makes it possible to connect the homogenizer device 10 to an upstream device,
  • the opening 12b disposed in the lower part of the glove box 12 makes it possible to connect the homogenizer device 10 to a downstream device,
  • the opening 12c and the opening 12d make it possible respectively to connect the inlet and the outlet of the internal cooling system to a supply and an exhaust of air,
  • the openings 12e and 12f, located at the lower part of the glove box at each end in the longitudinal direction of the homogenizer device 10, respectively allow the entry and the exit of air from the external cooling system,
  • the opening 12g allows the passage of the mechanical connection system between a rotary shaft and motor means, and
  • the openings 12h and 12i allow the passage of the control means of the different valves respectively controlling the arrival and the powder outlet.

Le dispositif d'homogénéisation de poudre 10 comprend essentiellement un corps cylindrique 14 fixe renfermant un ensemble 16 de tambours cylindriques mobiles en rotation et un arbre 18 disposé selon la direction de l'axe longitudinal (XX') du corps 14 et de l'ensemble de tambours 16.The powder homogenizer device 10 essentially comprises a fixed cylindrical body 14 enclosing a set 16 of rotating cylindrical drums and a shaft 18 arranged in the direction of the longitudinal axis (XX ') of the body 14 and the assembly. of drums 16.

Le corps 14 est composé d'une virole cylindrique 14a délimitant un volume cylindrique de section circulaire rendu étanche par deux flasques en forme de disque 14b disposées aux deux extrémités de la virole 14a.The body 14 is composed of a cylindrical shell 14a defining a cylindrical volume of circular section sealed by two disk-shaped flanges 14b disposed at both ends of the ferrule 14a.

L'ensemble de tambours 16 est monté de manière coaxiale par rapport au corps 14 autour de l'arbre 18 auquel il est solidaire. Ainsi, l'arbre 18 traverse longitudinalement le corps 14 en étant monté rotatif par rapport à ce corps 14 grâce à deux paliers 20 montés respectivement à l'avant et à l'arrière du corps 14 sur la face externe des flasques 14b (voir les figures 1A et 1B).The set of drums 16 is mounted coaxially relative to the body 14 around the shaft 18 to which it is secured. Thus, the shaft 18 passes longitudinally through the body 14 being rotatably mounted relative to the body 14 by means of two bearings 20 mounted respectively at the front and at the rear of the body 14 on the external face of the flanges 14b (see FIGS. Figures 1A and 1B).

L'ensemble de tambours 16 disposé à l'intérieur du corps 14 se compose d'un tambour externe et d'un tambour interne coaxiaux entre eux autour de l'axe (X, X') et qui sont montés de manière solidaire sur l'arbre 18.The set of drums 16 disposed inside the body 14 consists of an outer drum and a coaxial inner drum between they around the axis (X, X ') and which are mounted integrally on the shaft 18.

Le tambour externe se compose d'une paroi cylindrique 16a, présentant un diamètre inférieur à celui de la virole 14a, et de deux parois 16b en forme de disque, la longueur de la paroi cylindrique 16a étant sensiblement inférieure à celle de la virole 14a selon l'axe (X, X').The outer drum consists of a cylindrical wall 16a, having a diameter smaller than that of the shell 14a, and two walls 16b disk-shaped, the length of the cylindrical wall 16a being substantially less than that of the shell 14a according to the axis (X, X ').

Le tambour interne, disposé à l'intérieur du tambour externe, se compose d'une paroi cylindrique 16c, présentant un diamètre inférieur à celui de la paroi cylindrique 16a du tambour externe, et de deux parois 16d en forme de disque, la longueur de la paroi cylindrique 16c étant inférieure à celle de la paroi cylindrique 16a selon l'axe (X, X').The inner drum, disposed within the outer drum, is composed of a cylindrical wall 16c, having a diameter smaller than that of the cylindrical wall 16a of the outer drum, and two disk-shaped walls 16d, the length of the cylindrical wall 16c being smaller than that of the cylindrical wall 16a along the axis (X, X ').

Ainsi, un espace de révolution autour de l'axe (X, X') est crée entre le tambour externe et le tambour interne afin de permettre le refroidissement de la poudre comme il sera expliqué ci-après. Cet espace de révolution comprend une zone longitudinale 16e, située entre la paroi cylindrique 16a du tambour externe et la paroi cylindrique 16c du tambour interne, et deux zones radiales 16 f, situées entre l'une des parois 16b en forme de disque du tambour externe et la paroi 16d en forme de disque correspondante du tambour interne. Chaque zone radiale 16f présente une forme de disque entourant l'arbre 18, cette zone radiale 16f étant plus épaisse au voisinage de l'arbre en définissant une zone élargie 16g.Thus, a space of revolution about the axis (X, X ') is created between the outer drum and the inner drum to allow the cooling of the powder as will be explained below. This revolution space comprises a longitudinal zone 16e located between the cylindrical wall 16a of the outer drum and the cylindrical wall 16c of the inner drum, and two radial zones 16f located between one of the walls 16b disc-shaped outer drum and the corresponding disk-shaped wall 16d of the inner drum. Each radial zone 16f has a disc shape surrounding the shaft 18, this radial zone 16f being thicker in the vicinity of the shaft by defining an enlarged zone 16g.

La face extérieure de la paroi cylindrique 16a du tambour externe est recouverte de pales hélicoïdales 22a, 22b destinées à brasser et mélanger la poudre contenue dans un espace annulaire 24 délimité entre cette paroi cylindrique 16a et la virole 14a, afin d'homogénéiser cette poudre.The outer face of the cylindrical wall 16a of the outer drum is covered with helical blades 22a, 22b for stirring and mixing the powder contained in an annular space 24 delimited between this cylindrical wall 16a and the shell 14a, in order to homogenize this powder.

Chaque moitié axiale de la paroi cylindrique 16a du tambour externe (à droite et à gauche de la direction II-II sur la figure 1) est munie d'une pale interne 22a hélicoïdale s'étendant de manière solidaire sur 180° en étant accolée tout le long de la face extérieure de la moitié axiale de la paroi cylindrique 16a du tambour externe.Each axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum (to the right and to the left of the direction II-II in FIG. 1) is provided with an internal helical blade 22a extending integrally over 180 ° while being contiguous. along the outer face of the axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum.

Comme il ressort de la figure 1, la moitié axiale droite de la paroi cylindrique 16a du tambour externe est équipée d'une première pale interne 22a hélicoïdale formant un pas de vis tournant à gauche, tandis que la moitié axiale gauche de la paroi cylindrique 16a du tambour externe est équipée d'une deuxième pale interne 22a hélicoïdale formant un pas de vis tournant à droite. La première pale interne 22a et la deuxième pale interne 22a sont situées de manière diamétralement opposée (respectivement à l'arrière et à l'avant de l'ensemble de tambours 16 sur la figure 1) et sur des moitiés longitudinales ou axiales différentes de la face extérieure de la paroi cylindrique 16a du tambour externe (respectivement à droite et à gauche du plan passant par les axes (Y, Y') et (Z, Z') sur la figure 1). Chacune des deux pales internes 22a s'étend sur toute la longueur et sur la moitié de la circonférence d'une moitié axiale de la paroi cylindrique 16a du tambour externe.As can be seen in FIG. 1, the right axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum is equipped with a first internal helical blade 22a forming a left-hand thread, while the left axial half of the cylindrical wall 16a. the outer drum is equipped with a second internal blade 22a helical forming a screw thread turning right. The first inner blade 22a and the second inner blade 22a are located diametrically opposite (respectively at the rear and front of the drum assembly 16 in Figure 1) and on longitudinal or axial halves different from the outer face of the cylindrical wall 16a of the outer drum (respectively to the right and left of the plane passing through the axes (Y, Y ') and (Z, Z') in Figure 1). Each of the two inner blades 22a extends over the entire length and half of the circumference of an axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum.

Chaque moitié axiale de la paroi cylindrique 16a du tambour externe (à droite et à gauche de la direction II-II sur la figure 1) est également munie d'une pale externe 22b hélicoïdale s'étendant de manière solidaire sur 360° tout le long de la face extérieure de la moitié axiale de la paroi cylindrique 16a du tambour externe. Ces pales externes 22b sont espacées de la face extérieure du tambour externe afin de créer un passage de poudre entre elles et la paroi cylindrique 16a. Les pales externes 22b sont sensiblement tangentes à la virole 14a de façon à racler la face de la paroi de la virole 14a tournée vers l'intérieur.Each axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum (to the right and to the left of the direction II-II in FIG. 1) is also provided with an external helical blade 22b extending integrally over 360 ° all along the outer face of the axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum. These outer blades 22b are spaced from the outer face of the outer drum to create a powder passage between them and the cylindrical wall 16a. The outer blades 22b are substantially tangent to the ferrule 14a so as to scrape the face of the wall of the ferrule 14a turned inwards.

Comme il ressort de la figure 1, la moitié axiale droite de la paroi cylindrique 16a du tambour externe est équipée d'une première pale externe 22b hélicoïdale formant un pas de vis tournant à droite, tandis que la moitié axiale gauche de la paroi cylindrique 16a du tambour externe est équipée d'une deuxième pale externe 22b hélicoïdale formant un pas de vis tournant à gauche. La première pale externe 22b et la deuxième pale externe 22b sont situées sur des moitiés longitudinales ou axiales différentes de la face extérieure de la paroi cylindrique 16a du tambour externe (respectivement à droite et à gauche du plan passant par les axes (Y, Y') et (Z, Z') sur la figure 1) en étant disposées l'une par rapport à l'autre de manière symétrique autour du point d'intersection des axes (Y, Y') et (Z, Z'). Chacune des deux pales externes 22b s'étend sur toute la longueur et sur toute la circonférence d'une moitié axiale de la paroi cylindrique 16a du tambour externe.As can be seen in FIG. 1, the right axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum is equipped with a first helical outer blade 22b forming a screw pitch rotating to the right, while the left axial half of the cylindrical wall 16a. the outer drum is equipped with a second outer blade 22b helical forming a screw thread turning to the left. The first outer blade 22b and the second outer blade 22b are located on different longitudinal or axial halves of the outer face of the cylindrical wall 16a of the outer drum (respectively to the right and left of the plane passing through the axes (Y, Y ' and (Z, Z ') in Fig. 1) being symmetrically disposed around the point of intersection of the (Y, Y') and (Z, Z ') axes. Each of the two outer blades 22b extends over the entire length and over the entire circumference of an axial half of the cylindrical wall 16a of the outer drum.

En particulier, comme il ressort de la figure 2, la distance séparant chaque pale externe de la face extérieure de la paroi cylindrique 16a du tambour externe est supérieure à la largeur (en direction radiale) des pales internes 22a.In particular, as shown in Figure 2, the distance between each outer blade of the outer face of the cylindrical wall 16a of the outer drum is greater than the width (in radial direction) of the inner blades 22a.

Comme il apparaît sur la figure 2, les pales internes 22a et les pales externes 22b ont une largeur, en direction radiale, sensiblement identique. En outre, les pales internes 22a sont plus courtes que les pales externes 22b si l'on considère leur longueur répartie de manière hélicoïdale le long de la face extérieure de la paroi cylindrique 16a du tambour externe depuis une extrémité jusqu'au milieu de la paroi cylindrique 16a.As it appears in FIG. 2, the internal blades 22a and the external blades 22b have a width, in radial direction, substantially identical. In addition, the inner blades 22a are shorter than the outer blades 22b if we consider their length helically distributed along the outer face of the cylindrical wall 16a of the outer drum from one end to the middle of the wall cylindrical 16a.

Le sens de rotation de l'ensemble de tambours 16 est tel que les pales internes 22a dirigent la poudre contenue dans l'espace annulaire 24 vers les flasques 14b, c'est à dire en direction des extrémités du corps 14.The direction of rotation of the set of drums 16 is such that the internal blades 22a direct the powder contained in the annular space 24 towards the flanges 14b, that is towards the ends of the body 14.

Egalement pendant la rotation de l'ensemble de tambours 16, les pales externes 22b ramènent la poudre contenue dans l'espace annulaire 24 vers le plan de symétrie diamétral du corps 14 passant par les axes (Y, Y') et (Z, Z'), c'est à dire en direction du centre du corps 14. Cette action a l'avantage de permettre de vider facilement toute la poudre contenue dans l'espace annulaire 24 lors de la vidange.Also during the rotation of the set of drums 16, the outer blades 22b bring the powder contained in the annular space 24 towards the diametral plane of symmetry of the body 14 passing through the axes (Y, Y ') and (Z, Z '), ie in the direction of the center of the body 14. This action has the advantage of allowing to easily empty all the powder contained in the annular space 24 during emptying.

Afin de limiter la rétention de la poudre dans cet espace annulaire 24, un dispositif racleur est disposé entre chaque flasque 14b du corps cylindrique 14 et la paroi en forme de disque 16b correspondante pour empêcher le dépôt de poudre dans cette zone. Ce dispositif racleur est mobile et est avantageusement constitué par au moins une lame 26 radiale montée de manière solidaire sur la face externe sur chacune des deux parois en forme de disque 16b.In order to limit the retention of the powder in this annular space 24, a scraper device is disposed between each flange 14b of the cylindrical body 14 and the corresponding disk-shaped wall 16b to prevent the deposition of powder in this area. This scraper device is mobile and is advantageously constituted by at least one radial blade 26 mounted integrally on the outer face on each of the two disk-shaped walls 16b.

Le corps cylindrique 14 comprend également plusieurs ouvertures : un orifice de remplissage 14c, un orifice de vidange 14d, un orifice de dégazage 14i, un orifice d'entrée pour l'air de refroidissement 14e, un orifice de sortie pour l'air de refroidissement 14f et des orifices de passage d'arbre 14g et 14h.The cylindrical body 14 also comprises a plurality of openings: a filling orifice 14c, a discharge orifice 14d, a degassing orifice 14i, an inlet for the cooling air 14e, an outlet orifice for the cooling air 14f and 14g and 14h shaft passage holes.

Notamment, lors de la phase de vidange, on ouvre ledit orifice de dégazage 14i pour faire "respirer" le dispositif d'homogénéisation 10.In particular, during the emptying phase, said degassing orifice 14i is opened to "breathe" the homogenizer device 10.

Au niveau de chaque palier 20, l'étanchéité entre l'espace annulaire 24 et l'intérieur de la boîte à gants 12 est obtenue à l'aide d'un système d'étanchéité qui comporte au moins un presse-étoupe et, de préférence, des tresses en contact avec l'arbre 18 de l'ensemble de tambours 16. Chaque palier 20 assure la rotation de l'arbre 18 et du tambour qui lui est solidaire grâce à des roulements, de préférence à rouleaux.At each bearing 20, the seal between the annular space 24 and the inside of the glove box 12 is obtained by means of a sealing system which comprises at least one gland and, preferably, braids in contact with the shaft 18 of the set of drums 16. Each bearing 20 ensures the rotation of the shaft 18 and the drum which is secured to it by bearings, preferably rollers.

L'alimentation en poudre depuis le dispositif amont vers le dispositif d'homogénéisation de poudre 10 s'effectue par une goulotte d'alimentation 28 disposée entre l'ouverture 12a de la boîte à gants et l'orifice de remplissage 14c .The supply of powder from the upstream device to the powder homogenizer 10 is effected by a feed chute 28 disposed between the opening 12a of the glove box and the filling orifice 14c.

Ainsi, comme on le voit sur les figures 1 à 3, l'orifice de remplissage 14c est relié à la goulotte d'alimentation en poudre 28 qui communique avec un dispositif amont.Thus, as seen in Figures 1 to 3, the filling port 14c is connected to the powder supply chute 28 which communicates with an upstream device.

Une vanne d'isolement 30 disposée dans la goulotte d'alimentation 28, à proximité de l'orifice de remplissage 14c, permet d'ouvrir ou de fermer le passage de poudre depuis le dispositif amont vers le dispositif d'homogénéisation 10.An isolation valve 30 disposed in the feed chute 28, near the filling orifice 14c, makes it possible to open or close the powder passage from the upstream device to the homogenizer device 10.

Pour l'évacuation de la poudre en direction du dispositif aval, une goulotte de sortie 32 est disposée depuis l'orifice de vidange 14d au moins jusqu'à l'ouverture 12b de la boîte à gants.For the evacuation of the powder towards the downstream device, an outlet chute 32 is disposed from the emptying orifice 14d at least until the opening 12b of the glove box.

Ainsi l'orifice de vidange 14d est reliée à la goulotte de sortie de poudre 32 qui est équipée d'au moins un système, formant vanne, afin de pouvoir fermer ou ouvrir le passage de poudre depuis le dispositif d'homogénéisation 10 vers un dispositif aval communicant avec la goulotte de sortie de poudre 32.Thus the drain orifice 14d is connected to the powder outlet chute 32 which is equipped with at least one valve-forming system, in order to be able to close or open the powder passage from the homogenizer device 10 to a device downstream communicating with the powder outlet chute 32.

Selon le mode de réalisation illustré (voir figures 1 et 2), trois systèmes formant vanne sont prévus pour contrôler et réguler la sortie de poudre hors du dispositif d'homogénéisation 10.According to the illustrated embodiment (see FIGS. 1 and 2), three valve systems are provided for controlling and regulating the powder outlet from the homogenizer 10.

En effet le système formant vanne comporte tout d'abord une trappe à volets 34 commandée par des vérins 36. Ensuite, le dispositif d'homogénéisation comporte en outre, en aval de la trappe à volets 34, une vanne d'isolement 38 équipant la goulotte de sortie de poudre 32. Cette vanne d'isolement 38 permet de séparer le dispositif d'homogénéisation 10 du dispositif aval tandis que, sous la commande des vérins 36, l'ouverture de la trappe 34 permet de limiter le débit de vidange du dispositif d'homogénéisation 10.Indeed the valve system comprises firstly a shutter door 34 controlled by cylinders 36. Then, the homogenizing device further comprises, downstream of the shutter door 34, an isolation valve 38 equipping the Powder outlet chute 32. This isolation valve 38 makes it possible to separate the homogenization device 10 from the downstream device while, under the control of the cylinders 36, the opening of the hatch 34 makes it possible to limit the emptying flow rate of the homogenisation device 10.

En position fermée de la trappe, les volets de la trappe 34 se trouvent dans le prolongement de la paroi inférieure de la virole 14a qui délimite l'espace annulaire 24, ce qui évite la formation d'un recoin où de la poudre pourrait se loger à demeure.In the closed position of the hatch, the flaps of the hatch 34 are in the extension of the lower wall of the ferrule 14a which delimits the annular space 24, which avoids the formation of a corner where powder could be housed permanently.

En outre, le dispositif d'homogénéisation 10 comprend, entre la trappe à volets 34 et la vanne d'isolement 38, une vanne alvéolaire 40 (voir figure 2) permettant de modifier le débit de poudre s'écoulant par la goulotte de sortie 32 vers le dispositif aval.In addition, the homogenizer device 10 comprises, between the shutter door 34 and the isolation valve 38, a cellular valve 40 (see FIG. 2) making it possible to modify the flow rate of powder flowing through the outlet chute 32 to the downstream device.

Les deux systèmes de refroidissement (interne et externe) vont maintenant être décrits en relation avec les figures 1 à 3.Both cooling systems (internal and external) will now be described in connection with Figures 1 to 3.

Le système de refroidissement interne comporte un système d'alimentation en air refroidi muni d'un tuyau d'arrivée de l'air refroidi 42 monté sur un joint tournant 44. Le joint tournant 44 est lui-même disposé à l'extérieur du corps cylindrique 14 autour d'une première portion d'extrémité 18a de l'arbre 18 de sorte que ledit tuyau d'arrivée 42 communique avec un premier canal longitudinal 18c s'étendant longitudinalement dans toute la première portion d'extrémité 18a de l'arbre 18 depuis l'extérieur du corps 14 jusque dans l'espace 16e, 16f délimité entre le tambour externe et le tambour interne.The internal cooling system comprises a cooled air supply system provided with a cooled air inlet pipe 42 mounted on a rotary joint 44. The rotary joint 44 is itself disposed outside the body cylindrical 14 about a first end portion 18a of the shaft 18 so that said inlet pipe 42 communicates with a first longitudinal channel 18c extending longitudinally throughout the first end portion 18a of the shaft 18 from the outside of the body 14 into the space 16e, 16f delimited between the outer drum and the inner drum.

A cet effet le joint tournant 44 comporte un espace intérieur annulaire 44a (voir figure 3) en communication de fluide d'une part avec le tuyau d'arrivée 42 et d'autre part, au niveau d'au moins un orifice d'arrivée 18e, avec ledit premier canal 18c. Le mode de réalisation illustré comporte deux orifices d'arrivée 18e.For this purpose, the rotary joint 44 has an annular inner space 44a (see FIG. 3) in fluid communication with the inlet pipe 42 and on the other hand at at least one inlet orifice. 18th, with said first channel 18c. The illustrated embodiment has two feed ports 18e.

Afin de permettre l'arrivée, dans l'espace 16e, 16f délimité entre le tambour externe et le tambour interne, de l'air refroidi provenant du tuyau d'arrivée 42, la première portion d'extrémité 18a de l'arbre est munie, dans la partie située dans la zone élargie 16g de la zone radiale 16f, d'au moins un orifice d'alimentation 18f. Sur la figure 1A et dans la partie de droite des figures 1 et 3, on distingue trois orifices d'alimentation 18f.To allow the arrival, in the space 16e, 16f delimited between the outer drum and the inner drum, cooled air from the inlet pipe 42, the first end portion 18a of the shaft is provided in the part situated in the enlarged zone 16g of the radial zone 16f, at least one feed orifice 18f. In FIG. 1A and in the right-hand part of FIGS. 1 and 3, there are three feed orifices 18f.

A l'autre extrémité du dispositif d'homogénéisation 10, de manière symétrique, l'arbre 18 comporte une deuxième portion d'extrémité 18b également creuse à l'emplacement d'un deuxième canal longitudinal 18d. Le premier canal longitudinal 18c et le deuxième canal longitudinal 18d ne communiquent pas entre eux au niveau de l'arbre 18.At the other end of the homogenizer 10, symmetrically, the shaft 18 includes a second end portion 18b also hollow at the location of a second longitudinal channel 18d. The first longitudinal channel 18c and the second longitudinal channel 18d do not communicate with each other at the level of the shaft 18.

Après circulation à l'intérieur de l'espace 16e, 16f délimité entre le tambour externe et le tambour interne, l'air est évacué par le deuxième canal 18d grâce à au moins un orifice d'évacuation 18g situés au niveau de la deuxième portion d'extrémité 18b de l'arbre 18. Sur la figure 1B et dans la partie de gauche des figures 1 et 3, on distingue quatre orifices d'évacuation 18g. Ces orifices 18g sont en communication de fluide d'une part avec le deuxième canal 18d et, d'autre part, avec l'intérieur de l'espace 16e, 16f délimité entre le tambour externe et le tambour interne, au niveau de la zone élargie 16g de la zone radiale 16f.After circulation inside the space 16e, 16f delimited between the outer drum and the inner drum, the air is discharged through the second channel 18d through at least one discharge orifice 18g situated at the level of the second portion end 18b of the shaft 18. In FIG. in the left part of Figures 1 and 3, there are four discharge ports 18g. These orifices 18g are in fluid communication on the one hand with the second channel 18d and on the other hand with the interior of the space 16e, 16f delimited between the outer drum and the inner drum, at the level of the zone enlarged 16g of the radial zone 16f.

Le deuxième canal 18d s'étend au moins jusqu'à l'ouverture 12d de la boîte à gants pour que l'air soit évacué, et éventuellement recyclé, dans un système de ventilation haute dépression.The second channel 18d extends at least to the opening 12d of the glove box for the air to be evacuated, and optionally recycled, in a high vacuum ventilation system.

Afin de compléter le refroidissement du dispositif d'homogénéisation 10 et de la poudre disposée dans l'espace annulaire 24, il est prévu en outre un système de refroidissement externe formé dans la partie basse du dispositif d'homogénéisation 10, c'est-à-dire là où se trouve l'essentiel de la poudre du fait de la gravité.In order to complete the cooling of the homogenizer 10 and the powder disposed in the annular space 24, an external cooling system formed in the lower portion of the homogenizer 10 is provided, ie say where most of the powder is due to gravity.

A cet effet, comme on peut le voir notamment sur la figure 2, au moins dans la moitié inférieure de la section transversale du corps 14, la virole 14a est entourée par une paroi inférieure 46a en délimitant ainsi une enveloppe 46 à double paroi.For this purpose, as can be seen in particular in Figure 2, at least in the lower half of the cross section of the body 14, the ferrule 14a is surrounded by a bottom wall 46a thus delimiting a double wall envelope 46.

Cette enveloppe 46 est reliée à un autre système d'alimentation en air refroidi, d'une part par un conduit d'entrée 46b disposé à une première extrémité de l'enveloppe 46 qui est située du côté de la deuxième portion d'extrémité 18b de l'arbre, et d'autre part par un conduit de sortie 46c disposé à la deuxième extrémité de l'enveloppe qui est située du côté de la première portion d'extrémité 18a de l'arbre.This envelope 46 is connected to another cooled air supply system, on the one hand by an inlet duct 46b disposed at a first end of the casing 46 which is located on the side of the second end portion 18b. of the shaft, and secondly by an outlet conduit 46c disposed at the second end of the casing which is located on the side of the first end portion 18a of the shaft.

On comprend donc que la partie supérieure de la virole 14a est constituée d'une coque simple tandis que la partie inférieure de la virole 14a est constituée de la double enveloppe 46. L'espace délimité par la face externe de la paroi de la virole 14a et par la face interne de la paroi inférieure 46a de la double enveloppe 46 est muni d'ailettes 48 pour favoriser les échanges thermiques (voir les figures 2 et 3). De préférence, pour un meilleur échange thermique avec l'espace annulaire rempli de poudre, les ailettes 48 sont situées contre la paroi 14a de l'enveloppe. Dans le cas du mode de réalisation représenté, les ailettes 48 s'étendent parallèlement à l'axe (X, X') de rotation de l'ensemble de tambours 16.It is therefore understood that the upper part of the shell 14a consists of a single shell while the lower part of the shell 14a consists of the double shell 46. The space defined by the external face of the wall of the shell 14a and by the inner face of the lower wall 46a of the jacket 46 is provided with fins 48 to promote heat exchange (see Figures 2 and 3). Preferably, for a better heat exchange with the annular space filled with powder, the fins 48 are located against the wall 14a of the envelope. In the case of the embodiment shown, the fins 48 extend parallel to the axis (X, X ') of rotation of the set of drums 16.

Les conduits d'entrée et de sortie 46b et 46c sont reliés à un système de refroidissement 50 qui est externe à la boîte à gants 12 (voir figure 3). Ce système de refroidissement d'air 50 comporte un ventilateur 52 et un échangeur à ailettes 54 refroidi par une circulation d'eau glacée 56. Ce système 50 permet de refroidir l'air sortant par le conduit de sortie 46c depuis une température de 50°C environ à une température de l'ordre de 25°C, l'air étant envoyé par le ventilateur 52 au niveau du conduit d'entrée 46b.The inlet and outlet ducts 46b and 46c are connected to a cooling system 50 which is external to the glove box 12 (see FIG. 3). This air cooling system 50 has a fan 52 and a finned exchanger 54 cooled by an ice water circulation 56. This system 50 makes it possible to cool the air exiting through the outlet duct 46c from a temperature of about 50 ° C. to a temperature of about 25 ° C. ° C, the air being sent by the fan 52 at the inlet duct 46b.

Afin de favoriser les échanges thermiques entre le système de refroidissement interne et l'espace annulaire 24 rempli de poudre, il est avantageusement prévu que l'espace 16e, 16f délimité entre le tambour externe et le tambour interne est équipé d'ailettes 17 comme on peut le voir notamment sur les figures 2 et 3. Dans le cas du mode de réalisation représenté, ces ailettes 17 sont situées sur la face interne de la paroi cylindrique 16a et parallèlement à l'axe (X, X') des tambours interne et externe.In order to promote the heat exchange between the internal cooling system and the annular space 24 filled with powder, it is advantageously provided that the space 16e, 16f delimited between the outer drum and the inner drum is equipped with fins 17 as one can be seen in particular in Figures 2 and 3. In the case of the embodiment shown, these fins 17 are located on the inner face of the cylindrical wall 16a and parallel to the axis (X, X ') of the inner drum and external.

Comme on peut le voir sur la figure 1, la partie supérieure du corps 14 comporte l'orifice de dégazage 14i reliée à un tube menant à une électrovanne munie d'un filtre qui permet de faire "respirer" le dispositif d'homogénéisation 10 lors de la phase de vidange. En effet, dans ce cas, on permet l'admission d'air provenant de l'enceinte formée de la boîte à gants 12.As can be seen in FIG. 1, the upper part of the body 14 comprises the degassing orifice 14i connected to a tube leading to a solenoid valve provided with a filter which makes it possible to "breathe" the homogenization device 10 when of the emptying phase. Indeed, in this case, it is possible to admit air from the enclosure formed of the glove box 12.

Le dispositif d'homogénéisation 10 selon la présente invention comporte, de préférence, en outre, un système vibratoire disposé à l'extérieur du corps cylindrique 14 à proximité de l'orifice de vidange 14d. A cet effet, comme il est illustré sur les figures 1 et 2, un ensemble de quatre marteaux 58 est disposé contre l'enveloppe 46, sur la face externe de la paroi inférieure 46a, de façon équidistante tout autour de la goulotte de sortie 32. Ces marteaux pneumatiques envoient des vibrations à l'enveloppe 46: ces vibrations décollent la poudre des parois de la virole 14a et favorisent la vidange du dispositif d'homogénéisation 10. Il est entendu que ce système vibratoire pourrait tout autant être disposé directement en contact avec la virole 14a.The homogenizer 10 according to the present invention preferably further comprises a vibratory system disposed outside the cylindrical body 14 near the drain port 14d. For this purpose, as illustrated in Figures 1 and 2, a set of four hammers 58 is disposed against the casing 46, on the outer face of the bottom wall 46a, equidistantly around the outlet chute 32 These pneumatic hammers send vibrations to the envelope 46: these vibrations take off the powder from the walls of the shell 14a and promote the emptying of the homogenizing device 10. It is understood that this vibratory system could equally be placed directly in contact with ferrule 14a.

En outre, il est prévu que la géométrie de l'espace annulaire 24 assure la sûreté criticité du dispositif lors de l'homogénéisation d'une certaine charge de poudre de (di)oxyde de plutonium PuO2.In addition, it is expected that the geometry of the annular space 24 ensures the critical safety of the device during the homogenization of a certain charge of PuO 2 (di) plutonium oxide powder.

Lors du fonctionnement, l'oxyde de plutonium provenant du cycle amont est reçu par gravité dans le dispositif d'homogénéisation, dans l'espace annulaire 24 précité.During operation, the plutonium oxide from the upstream cycle is received by gravity in the homogenizer, in the aforementioned annular space 24.

Lors de la phase de remplissage, l'ensemble de tambours 16 étant en mouvement de rotation, la vanne d'isolement 30 située dans la goulotte d'alimentation 28 est ouverte, la trappe 34 et la vanne d'isolement 38 situées dans la goulotte de sortie 32 sont fermées.During the filling phase, the set of drums 16 being in rotational movement, the isolation valve 30 located in the feed chute 28 is open, the hatch 34 and the isolation valve 38 located in the chute 32 are closed.

Ensuite, on ferme la vanne d'isolement 30 puis on ouvre l'orifice de dégazage 14i pour faire "respirer" le dispositif d'homogénéisation 10 lors de la phase d'homogénéisation.Then, the isolation valve 30 is closed and the degassing orifice 14i is opened to "breathe" the homogenization device 10 during the homogenization phase.

L'homogénéisation de la poudre (oxyde de plutonium), occupant l'espace annulaire 24 est assurée par la rotation de l'ensemble de tambours 16, à petite vitesse pendant le remplissage et, éventuellement, à plus grande vitesse une fois que la quantité de poudre souhaitée a été introduite dans cet espace annulaire.The homogenization of the powder (plutonium oxide), occupying the annular space 24 is ensured by the rotation of the set of drums 16, at low speed during filling and, optionally, at higher speed once the quantity of desired powder was introduced into this annular space.

On comprend que le dispositif d'homogénéisation comporte deux systèmes de refroidissement à air :

  • un système de refroidissement interne situé à l'intérieur de l'ensemble de tambours 16 lui-même (espace 16e, 16f) et entouré par l'espace annulaire 24. Ce système de refroidissement est constitué par un circuit d'air passant en partie à l'intérieur de l'arbre 18 et de l'espace de révolution 16e, 16f délimité entre le tambour externe et le tambour interne afin d'évacuer les dégagements thermiques dus à la rotation de l'ensemble de tambours, au système d'étanchéité (tresses et presse-étoupe), et au pouvoir calorifique de la poudre, cet air étant repris par la ventilation;
  • un système de refroidissement externe qui entoure la partie inférieure de l'espace annulaire 24 : c'est le circuit de refroidissement de l'enveloppe 46 à double paroi qui permet d'évacuer les dégagements thermiques dus à l'oxyde de plutonium et à son brassage.
It is understood that the homogenizer comprises two air cooling systems:
  • an internal cooling system located inside the drum assembly 16 itself (space 16e, 16f) and surrounded by the annular space 24. This cooling system is constituted by an air circuit passing in part inside the shaft 18 and the revolution space 16e, 16f delimited between the outer drum and the inner drum in order to evacuate the thermal clearances due to the rotation of the set of drums, the system of sealing (braids and gland), and the heating power of the powder, this air being taken up by the ventilation;
  • an external cooling system which surrounds the lower part of the annular space 24: it is the cooling circuit of the double wall envelope 46 which makes it possible to evacuate the heat releases due to the plutonium oxide and its brewing.

Le fonctionnement correct des systèmes de refroidissement interne et externe peut être assuré par la mesure des températures en amont et en aval du dispositif d'homogénéisation 10 selon la présente invention.The proper operation of the internal and external cooling systems can be ensured by measuring the temperatures upstream and downstream of the homogenizer 10 according to the present invention.

Ainsi on comprend que les deux systèmes de refroidissement assurent, d'une part, l'évacuation de l'énergie thermique dégagée par les frottements mécaniques au sein du dispositif d'homogénéisation et, d'autre part, l'évacuation de l'énergie calorifique dégagée par l'oxyde de plutonium.Thus it is understood that the two cooling systems ensure, on the one hand, the evacuation of the thermal energy released by the mechanical friction within the homogenizer and, on the other hand, the evacuation of energy heat released by the plutonium oxide.

Lors de la phase de vidange du dispositif d'homogénéisation, la vanne d'isolement 30 de la goulotte d'alimentation 28 étant maintenue fermée, on ouvre la trappe à volets 34 et la vanne d'isolement 38 de la goulotte de sortie 32, tandis que la vanne alvéolaire 40 sert au réglage du débit de vidange de la poudre. Pour faciliter la vidange et l'évacuation de la poudre depuis l'espace annulaire 24 vers le dispositif aval, l'électrovanne, et son filtre associé, permettent l'admisssion en air du corps 14 depuis l'enceinte formée de la boîte à gants 12.During the emptying phase of the homogenization device, the isolation valve 30 of the feed chute 28 being kept closed, the shutter door 34 and the isolation valve 38 of the outlet chute 32 are opened, while the bladder valve 40 is used to adjust the discharge rate of the powder. To facilitate the emptying and evacuation of the powder from the annular space 24 to the downstream device, the solenoid valve and its associated filter allow the air to be admitted to the body 14 from the chamber formed by the glove box. 12.

Le degré d'ouverture de la trappe à volets 34, la vitesse de rotation de l'ensemble de tambours 16 et la vitesse de rotation de la vanne alvéolaire 40 permettent d'ajuster le débit instantané de poudre vers le dispositif aval.The degree of opening of the shutter flap 34, the speed of rotation of the drum assembly 16 and the rotational speed of the blister valve 40 make it possible to adjust the instantaneous flow rate of powder towards the downstream device.

Claims (21)

  1. Powder homogenizing apparatus (10), comprising:
    - a cylindrical shell (14) of circular section and of substantially horizontal longitudinal axis (XX'), which shell is sealed and with a cylindrical barrel (14a) closed at its ends by two disk-shaped end plates (14b), said shell (14) being provided with at least one filler orifice (14c) located in the upper portion of said shell and at least one discharge orifice (14d) opening into the bottom of said shell;
    - an assembly of cylindrical drums (16) of circular section located inside the shell (14) with which it is coaxial and fluidtight, said drum assembly (16) comprising an inner drum and an outer drum each provided with a cylindrical wall (16a, 16c) closed at its ends by two disk-shaped walls (16b, 16d), the external face of the cylindrical wall (16a) of said outer drum being overlaid with blades (22a, 22b) that can homogenize the powder contained in the annular space (24) formed between the cylindrical wall (16a) of the outer drum and the barrel (14a) of the shell, a space of revolution (16e, 16f, 16g) being formed between said inner and outer drums;
    - a shaft (18) disposed along said longitudinal axis (XX') through said cylindrical shell (14), mounted on a bearing (20) at each end plate (14b) and on which said assembly of cylindrical drums (16) is mounted in integral manner, said shaft (18) comprising a first end portion (18a) provided with a first internal longitudinal channel (18c) and a second end portion (18b) provided with a second internal longitudinal channel (18d), said first channel (18c) being connected, outside the shell (14), to a system for supplying cold air and said first end portion (18a) being provided inside said shell with at least one supply orifice (18f) for providing cold air to said space of revolution (16e, 16f, 16g) from said first channel (18c), said second end portion (18b) being provided, inside said shell (14), with at least one exhaust orifice (18g) placing said space of revolution (16e, 16f, 16g) in fluid communication with said second channel (18d), and said second channel (18d) being connected, outside said shell, to an air exhaust system to release air from said space of revolution (16e, 16f, 16g), a sealing system being provided for each bearing (20); and
    - drive means for rotating said shaft (18).
  2. Apparatus according to claim 1, characterised in that a scraper device (26) is disposed between each end plate (14b) of the cylindrical shell and the disk-shaped wall (16b) of the corresponding drum to prevent powder from being deposited.
  3. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that said sealing system comprises at least one stuffing box.
  4. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that said system for supplying cold air comprises an inlet tube (42) for cold air mounted on a revolving joint (44) disposed, outside the shell, around said first end portion (18a) of the shaft so that said inlet tube (42) communicates with said first channel (18c).
  5. Apparatus according to claim 4, characterised in that said revolving joint (44) comprises an internal annular space (44a) in fluid communication with said inlet tube (42) and with said first channel (18c) at the level of at least one inlet orifice (18e).
  6. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that said first end portion (18a) is provided with at least one supply orifice (18f) and in that said second end portion (18b) is provided with at least one exhaust orifice (18g).
  7. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that the space defined between the outer drum and the inner drum is provided with fins (17).
  8. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that said barrel (14a) is formed, at least in its lower portion, by a sealed jacket (46) with a double wall (14a, 46a) in which cold air from a further cold air supply system can circulate.
  9. Apparatus according to claim 8, characterised in that said jacket (46) is provided with fins (48) located on the face of the upper wall of said jacket (46) facing the inside of said jacket (46).
  10. Apparatus according to claim 8, characterised in that said jacket (46) is connected to said other cold air supply system via an inlet line (46b) located at the end of the jacket (46) adjacent to the second end portion (18b) of the shaft, and via an outlet line (46c) located at the end of the jacket adjacent to the first end portion (18a) of the shaft.
  11. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that said filler orifice (14c) is connected to a powder supply chute (28) which is provided with a shut-off valve (30), said supply chute (28) communicating with an upstream apparatus.
  12. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that the upper portion of said shell (14) is provided with at least one degassing orifice (14i) connected to a solenoid valve provided with a filter.
  13. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that said discharge orifice (14d) is connected to a powder outlet chute (32) which is provided with at least one valve-forming system, said powder outlet chute (32) communicating with a downstream apparatus.
  14. Apparatus according to claim 13, characterised in that said valve-forming system comprises a shutter trap (34) controlled by actuators (38).
  15. Apparatus according to claim 14, characterised in that it further comprises a shut-off valve (38) downstream of said shutter trap (34).
  16. Apparatus according to claim 15, characterised in that it further comprises, between said shutter trap (34) and said shut-off valve (38), a guillotine valve (40) that can modify the flow rate of the powder flowing via the powder outlet chute (32) towards the downstream apparatus.
  17. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that it further comprises a vibratory system (58) disposed outside said cylindrical shell close to said discharge orifice.
  18. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that said blades (22a, 22b) are helical and form a screw thread with a pitch that is reversed with respect to the pitch on the other axial half of the outer drum.
  19. Apparatus according to claim 18, characterised in that the cylindrical wall (16a) of each axial half of the external drum is overlaid on its outer surface with an inner helical blade (22a) attached to said outer surface all the way along said axial half and an outer helical blade (22b) spaced from said outer face along the entire length of said axial half, said inner and outer blades (22a, 22b) having a screw pitch that is reversed with respect to the pitch on the other axial half of the cylindrical wall (16a).
  20. The use of a powder homogenizing apparatus (10) according to any one of claims 1 to 19, characterised in that the apparatus (10) is placed in a glovebox (12) and in that said powder is radioactive and is preferably constituted by plutonium dioxide (PuO2).
  21. A method of homogenizing and cooling a powder, using a powder homogenizing apparatus (10) according to any one of claims 1 to 19, characterised in that it comprises the following steps:
    a) closing the discharge orifice (14d);
    b) activating said drive means to cause said shaft (18) and said drum assembly (16) to rotate;
    c) activating said system for supplying cold air to fill and circulate cold air in the space (16e, 16f) defined between the outer drum and the inner drum;
    d) opening said filler orifice (14c) to allow powder to enter into said annular space (24) between the outer drum and the barrel of the shell;
    e) closing said filler orifice (14c) when the desired quantity of powder has been introduced into said annular space (24);
    f) carrying out homogenization by rotating said shaft (18) and said drum assembly (16); and
    g) opening said discharge orifice (14d) to empty said annular space (24) when homogenization is complete.
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