SISTEMA DE TAPA DOBLE PARA LA MANIPULACION Y TRASFERENCIA DE MATERIALES PELIGROSOS
CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un "sistema de tapa doble para la manipulación y transferencia de materiales peligrosos" entre dos recipientes contenedores de materiales del tipo radioactivo, tóxico o con microorganismos patógenos, el cual incorpora un particular sellado de contacto metal-metal, realizado entre una tapa y brida de un primer contendor o recinto estanco y una tapa y bridas de un segundo contenedor, pudiendo ser éste último un contenedor o tambor normalizado de 200 litros. OBJETO DE LA INVENCION El objetivo de los sistemas de tapa doble es evitar que al transferir material peligroso entre dos recipientes, se produzca algún escape hacia la atmósfera o ambiente que circunda a los contenedores entre los que se realiza la transferencia de material. Para ello se lleva a cabo un acoplamiento entre las tapas de ambos recipientes, quedando las superficies externas de las mismas en posiciones enfrentadas y conformando una denominada "tapa doble" : Posteriormente se efectúa la apertura de dicha tapa doble ó tapas acopladas merced a un mecanismo electroneumático, ubicado internamente en uno de los recipientes, de apertura/cierre, que ubicará dicha tapa doble ya
Conformada alejada de la boca de transferencia del material peligroso. Retirada dicha tapa doble, dichos contenedores quedarán en comunicación por sus bocas, realizándose la transferencia entre uno y otro, en el sentido que se considere necesario. Una vez transferido dicho material peligroso entre contenedores, el mecanismo electroneumático de apertura/cierre producirá el posicionamiento de la tapa doble en el mismo lugar de donde se había retirado, para luego proceder a desacoplar las dos tapas que constituyen la misma, de forma tal que cada una de dichas tapas quede ubicada en su respectivo contenedor ó recipiente. Como podrá observarse, realizado este procedimiento las superficies externas de las tapas ó superficies en contacto con el ambiente, no se habrán contaminado por cuanto y más allá de haber permanecido en uno de los recipientes, su mutuo acople hermético ha impedido la mencionada contaminación. Asimismo no existirán fugas tampoco en el acoplamiento de dichos recipientes, es decir en la boca de carga y descarga del material a transferir. Dichos sistemas de tapa doble tienen preferente aplicación en la transferencia de material desde un contenedor o tambor de residuos a un recinto estanco, como ser una caja de guantes o celda de tratamiento de residuos, o viceversa.
Para garantizar la total seguridad del procedimiento, es importante que ciertas operaciones se realicen en el orden correcto, por ejemplo, se debe asegurar que la puerta del recinto estanco ó celda no se abra hasta que no se haya acoplado el segundo contenedor, o hasta que las dos tapas no se encuentren acopladas entre sí. ANTECEDENTES En relación al arte previo de la presente invención resultan conocidos sistemas de tapa doble tal como lo divulgan las patentes US 5,857,308 (AEA TECHNOLOGY PLC) de fecha 12 de enero de 1999, GB 2,330,549 (KARLSRUHE FORSCHZENT) del 28 de abril de 1999, DE 195481 .8 (KARLSRUHE FORSCHZENT-DE) del 26 de junio de 1997, y US 4,580,694 (KERNFORSCHUNGSZ KARLSRUHE -DE) publicado el 8 de abril de 1986. Las desventajas que presentan estos sistemas con respecto al de la presente invención radica en que utilizan un método de sellado que consiste solo en una junta de goma sin contacto metal-metal, por lo cual en caso que la junta resulte dañada por envejecimiento, por reacción química con un material, ó por incendio, se pierde la estanqueidad, liberándose el material contenido hacia la atmósfera ó ambiente. Otra desventaja de los sistemas del arte previo es que obligan a la utilización de un recipiente o tambor especial, y de juntas de gomas complejas y específicamente diseñadas para el mismo, lo cual imposibilita la utilización de cualquier otro recipiente.
Asimismo el tipo de junta de sección cuadrada, de sencilla manufactura, utilizada en la presente invención redunda en menores costos de fabricación del sistema. Adicionalmente en los sistemas del arte previo, la junta de goma siempre se encuentra solicitada por el peso a diferencia con el sistema de la presente invención en donde la junta solo es solicitada por peso cuando las tapas se encuentran acopladas. La tapa doble de la presente invención resuelve los problemas y/o desventajas de los sistemas del arte previo merced a la utilización de una particular estructura de tapas del recinto estanco, del recipiente ó tambor, y de las bridas de las mismas, lo cual permite la conformación de sellados metal-metal evitando fugas hacia el exterior aún cuando las juntas de goma se encuentren en condiciones deficientes de uso. La utilización de bridas aplicadas al recipiente o tambor permitirá además que pueda usarse otro tipo de tambores y solo sea necesaria cambiar la brida que se adapte al mismo. Se dispone asimismo de un accionamiento electroneumático que posee un pistón neumático para la apertura y cierre de la tapa doble y se encuentra monitoreado por sensores asociados a una lógica electrónica con el fin de asegurar la correcta secuencia de operación de los actuadores neumáticos, evitando que la tapa del recinto sea abierta en un momento en donde el contenedor no se encuentre
Acoplado y por lo tanto contamine el ambiente exterior. Es uno de los objetivos principales de la tapa doble de la presente invención asegurar un sellado estanco del sistema de doble tapa cuando se trabaja en la manipulación y transferencia de materiales peligrosos y que sus elementos perduren en el tiempo, evitando envejecimientos que alteren la estanqueidad. El segundo objetivo de la presente invención radica en lograr el sellado estanco de cada una de las tapas una vez colocadas en sus respectivos recipientes. Un tercer objetivo del sistema de tapa doble de la presente invención es posibilitar el uso de cualquier recipiente, capaz de ser usado en la manipulación y transferencia de materiales peligrosos merced al acople de bridas, las que serán compatibles con la tapa del recinto estanco con el cual se realizará la transferencia de material. Una particular aplicación de la presente invención es su utilización en la manipulación y transferencia de materiales peligrosos, tales como material radiactivo, tóxico o micro-organismos patógenos. A fin de una mejor comprensión de la presente invención y mayor entendimiento de las ventajas comentadas, más las que los entendidos en la especialidad podrán agregar, se realiza a continuación la descripción detallada de un ejemplo preferido de realización de la tapa doble de la presente invención, en base a los dibujos adjuntos;
DESCRIPCION DE LA INVENCION La figura 1 ilustra una vista en corte del conjunto tapa de recinto estanco (parte superior) colocada en el recinto mismo sobre la brida correspondiente, y la tapa del recipiente o tambor con las bridas que la sujetan al tambor correspondiente (parte inferior), previamente al contacto del tambor con el recipiente estanco, de acuerdo a una modalidad de realización de la presente invención. La figura 2 muestra una vista en corte del conjunto de tapa de tambor y tapa de recinto estanco ó celda cerrada, en donde para mejor claridad la tapa del recinto estanco se gráfica en forma separada de su brida y de la tapa del recipiente ó contenedor, de acuerdo a la modalidad de realización de la figura 1 . La figura 3 muestra una vista en corte del conjunto tapa de tambor y tapa de recinto en posición de contacto y previa al acoplamiento de dichas tapas, de acuerdo a una modalidad de realización de la presente invención; La figura 4 ilustra el detalle A de la figura 2; La figura 5 muestra el detalle B de la figura 3; La figura 6 permite observar el sistema de tapa doble desacoplado de la boca del recinto estanco o celda, recinto el cual ya posee acoplado el recipiente o tambor; La figura 7 ilustra el detalle C del la figura 6;
La figura 8 permite observar los mecanismos de accionamiento para el acoplamiento de las tapas de tambor y celda o recinto estanco, y para la elevación de la tapa doble. En las figuras mencionadas, a iguales números de referencia corresponden ¡guales o equivalentes elementos constitutivos del ejemplo de realización de la invención. Tal como se observa en la figura 4, la presente invención consiste en un sistema de tapa doble en el cual su acoplamiento conforma un sello metal-metal, merced al contacto de áreas circulares 20, 20' y 21 , 21 ' pertenecientes a la tapa del recinto estanco 4, a la tapa del recipiente o tambor 2 y a la brida 3 de la tapa del recinto estanco. Adicionalmente existirá un sello metal-metal entre la superficie inferior (22) de la brida 3 y la superficie superior externa (22 ') de la brida 1 a del recipiente o tambor V; y entre la tapa del recipiente o tambor (23') y la superficie superior interna (23) de la mencionada brida 1 a Asimismo las figuras 1 a 7 permiten observar la utilización de las bridas 1a y 1b colocadas en el recipiente ó tambor v; bridas capaces de adaptarse a cualquier contenedor V incluyendo un tambor normalizado de 200 litros, y una brida 3 ubicada en la superficie de calce de la tapa 4 del recinto estanco. La brida 1a del tambor y la tapa 4 de la celda o recinto estanco poseen alojamientos de juntas de goma microalveolar 5 y 6 de sección preferentemente cuadrada, a fin de lograr un cierre hermético entre la tapa
4, la brida 3 del recinto estanco y la tapa 2, y entre la brida 1a del tambor, la brida 3 del recinto estanco y la tapa del recipiente o tambor 2. Como se muestra en las figuras 4 y 5, los sellados metal-metal se realizan entre la tapa 4 y la brida 3 del recinto estanco (zona de contacto 20, 20'); entre la brida 1a del tambor y la brida 3 del recinto estanco (zona de contacto 22, 22') , entre la brida 1a y la tapa 2 del tambor (zona de contacto 23, 23') y entre la tapa 2 del tambor y la tapa 4 el recinto estanco (zona de contacto 21 , 21 '). Los diseños conocidos en el arte previo, utilizan juntas de goma colocadas directamente sobre el tambor especialmente diseñado y por lo tanto del mismo diámetro que el mismo, lo cual no permite utilizarlas en otros recipientes. Las estructuras de bridas del recipiente ó tambor de la presente invención hace posible que sin utilizar recipientes especiales, se pueda llevar a cabo üna transferencia segura de material peligroso, pudiendo utilizarse tambores normalizados de 200 litros para el almacenamiento de residuos radiactivos o peligrosos. La secuencia de operación del sistema de tapa doble es la siguiente:
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION 1 . Elevación del tambor "a" el cual posee las bridas 1 a y 1 b, bajo el conjunto de la compuerta o tapa 4 del recinto estanco o celda de residuos "b" que dispone de la brida "3". 2. Posicionamiento del tambor V en dicha brida 3 del recinto estanco ó celda de residuos de forma tal que la parte inferior del sello de goma 5 que se encuentra colocado en la tapa 4 del recinto, se posicione adecuadamente en el alojamiento correspondiente de la tapa 2 del recipiente o tambor "a". 3. Acoplamiento, merced al uso de los mecanismos internos del recinto estanco, de la tapa 4 a la tapa 2 del recipiente o tambor "a", (los gajos 14 del mecanismo de tapa 4 se enganchan a las ruedas 15. Al moverse dichos gajos hacia el centro, abren la tapa 2 y la acoplan a la tapa 4).
Elevación con la consiguiente apertura de la tapa doble y acceso libre al interior del tambor para su carga o descarga.
En la preferida modalidad de realización, la tapa 2 del tambor V produce su traba con el tambor, por medio de seis pernos (7) con resortes (8) que al momento de cierre de la tapa 2 se introducen en una muesca existente en la brida 1 a del tambor V. Los pernos 7 se ajustan a la tapa 2 por medio de una rosca en
El dado de fijación (9). A fin de sellar el orificio de salida del perno se utilizan tres retenes (10). Luego que la tapa 2 del tambor y el propio tambor "a" han sido acoplados a la brida 3 del recinto estanco, debe destrabarse la tapa 2 del tambor para acoplarse a la tapa 4 del recinto estanco, y así permitir ser elevadas y retiradas de la boca del recinto logrando la comunicación libre entre recipiente ó tambor y recinto estanco. La tapa 4 del recinto estanco dispone de un mecanismo adecuado que permite realizar estas acciones simultáneamente. Dicho mecanismo está compuesto por un eje central (11) con un disco (12) solidario al mismo. Por medio de pernos (18) se vinculan al disco (12) doce bielas (13) y cada una de ellas a un gajo (14). Por medio de dos pistones neumáticos (24), ver figura 8, se accionan los manguitos (19), que se encuentran roscados a la pieza central (17), que rota solidaria al eje central (1 ), y debajo del cual se dispone la pieza (16) através de la cual se fija la tapa 4, haciendo entonces girar también el disco (12) y las bielas (13). Al rotar las bielas (13), los gajos (14) se desplazan en forma radial hacia el centro de la tapa. Al desplazarse, los gajos encastran en las ruedas cónicas (15) y desplazan también el dado de fijación (9) y el perno (7) hacia el centro de la tapa comprimiendo el resorte (8) y liberando el perno (7) de la muesca en la brida del tambor.
De esta manera se destraba la tapa 2 del recipiente ó tambor "a", quedando al mismo tiempo acoplada a la tapa 4 del recinto estanco por el encastre entre los gajos (14) y las ruedas cónicas (1 5). Una vez acopladas las dos tapas 2 y 4, las mismas se levantarán por medio de un pistón neumático. Se puede observar en la figura 8 que este pistón acciona la biela principal (25) que hace girar al eje (26) asentado sobre tres rodamientos (27). Las bisagras principales
(28) se encuentran fijas a la tapa del recinto estanco por las piezas
(29) y vinculadas entre sí por la barra (32). Las bisagras giran solidarias al eje (26) elevando la tapa doble. La tapa 4 del recinto estanco posee seis pernos (30) ubicados equidistantemente según se muestra en la figura 8 que permiten posicionar la tapa en forma correcta, al cerrar la misma, a través de las guías (31 ). Para asegurar que las operaciones se realicen en el orden correcto, los cilindros neumáticos cuentan con sensores que indican la posición del émbolo. Además, el sistema posee sensores para indicar si el tambor se encuentra acoplado a la brida del recinto estanco y si las dos tapas se encuentran acopladas entre sí.. Todos los sensores se hayan asociados a una lógica electrónica, como por ejemplo un PLC para asegurar que no se realice un paso de la secuencia de operación si no se ha realizado en forma completa el paso anterior. La lógica electrónica impide que se abra
la tapa sin que el tambor se encuentre acoplado al recinto estanco, que la tapa del recinto estanco se abra sin que se haya acoplado a la tapa del tambor, que se desacople la tapa del tambor mientras la tapa del recinto estanco se encuentra abierta y que se retire el tambor mientras la tapa doble se encuentra abierta o no se haya trabado la tapa del tambor a la brida del mismo. Todas las operaciones del sistema pueden, además, realizarse en forma manual, para lo cual tienen piezas especiales que hacen posible su operación por medio de telemanipuladores.