SE449272B

SE449272B - PROCEDURE TO CONNECT WITH A PLUG SEALING AND OPENING A CONTAINER FOR NUCLEAR NUCLEAR FUEL AND CONTAINER AND PLUG DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE

Info

Publication number: SE449272B
Application number: SE8205369A
Authority: SE
Inventors: D Blaive; D Limouzin; B Veron
Original assignee: Novatome; Commissariat Energie Atomique
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1982-09-20
Publication date: 1987-04-13
Also published as: SE8205369L; EP0061400B1; JPH0370800B2; JPS57165796A; DE3264215D1; CH649410A5; EP0061400A1; FR2502379B1; FR2502379A1; SE8205369D0

Description

40 2 449 272 upp för att åstadkomma en momentan utvidgning av öppningen vilket medger att pluggen kan införas, varvid, då termisk jämvikt har uppnåtts efter det att värmetíllförseln har av- brutits, öppningens inneryta kommer att utsätta pluggens ytteryta för ett kraftigt tryck. Borttagandet av pluggen sker på samma sätt, genom en snabb uppvärmning av öppningens övre parti. g Medlen som tillåter en snabb uppvärmning av öppningen utgörs företrädesvis av en elektromagnetisk spole som matas med en växelström. 40 2 449 272 up to provide an instantaneous expansion of the opening which allows the plug to be inserted, whereby, when thermal equilibrium has been reached after the heat transfer has been interrupted, the inner surface of the opening will subject the outer surface of the plug to a strong pressure. The plug is removed in the same way, by a rapid heating of the upper part of the opening. g The means which allow a rapid heating of the opening are preferably an electromagnetic coil which is supplied with an alternating current.

Enligt ett utförande av vår uppfinning förses pluggens yttre cylinderyta med ett antal koaxiella spår, varvid således de effektiva kontaktzonerna mångfaldigas och tätningsförmågan förbättras då pluggen är på plats.According to an embodiment of our invention, the outer cylinder surface of the plug is provided with a number of coaxial grooves, whereby the effective contact zones are multiplied and the sealing ability is improved when the plug is in place.

Vi vill påpeka att i tillslutningsanordningen enligt vår uppfinning utmärks de ingående detaljerna av att de enbart är rotationskroppar och sålunda lätta att tillverka.We would like to point out that in the closing device according to our invention the constituent details are characterized in that they are only rotating bodies and thus easy to manufacture.

Andra fördelar som utmärker vår uppfinning kommer att framgå av efterföljande beskrivning med tillhörande ritningar av utföringsexempel.Other advantages which characterize our invention will become apparent from the following description with accompanying drawings of exemplary embodiments.

Fig; 1 visar i snitt schematiskt en tillslutningsanord- ning enligt uppfinningen.Fig; 1 schematically shows in section a closing device according to the invention.

'Fig; 2'odh 3 visar i delvy ett snitt av en utföringsform av tillslutningsanordningen enligt uppfinningen.'Fig; 2 'or 3 shows in partial view a section of an embodiment of the closing device according to the invention.

Pig. 2 visar läget mellan detaljerna när pluggen sätts på plats eller när den tas bort.Pig. 2 shows the position between the details when the plug is put in place or when it is removed.

Pig. 3 visar 1äget.när pluggen är på plats.Pig. 3 shows 1own.when the plug is in place.

Fig; 4 visar en annan utföringsform av tillslutningsanord- ningen enligt uppfinningen.Fig; 4 shows another embodiment of the closing device according to the invention.

Vi skall nu beskriva funktionsprincipen för tillslutníngs- anordningen enligt vår uppfinning under hänvisning till Fig. 1.We will now describe the operating principle of the closure device according to our invention with reference to Fig. 1.

En behållare (ej visad) har en öppning 1 med i huvudsak cylindrisk form. öppningen 1 har en övre kant 2 med betydande tjocklek och vilken uppvisar en cylindrísk inneryta 3 som ligger den geometriska formen ganska nära. En plugg 4 i huvud- sak cylinderformad har en yttre cylinderyta 5 som ligger den geometriska formen ganska nära. Pluggen är avsedd att sättas fast i öppningen så att cylinderytorna 3 och 5 pressas mot varandra för att åstadkomma tätning i tillslutningsanordningen.A container (not shown) has an opening 1 with a substantially cylindrical shape. the opening 1 has an upper edge 2 of considerable thickness and which has a cylindrical inner surface 3 which is quite close to the geometric shape. A plug 4 substantially cylindrical has an outer cylindrical surface 5 which is quite close to the geometric shape. The plug is intended to be fixed in the opening so that the cylinder surfaces 3 and 5 are pressed against each other to provide a seal in the closing device.

För att möjliggöra att pluggen skall komma på plats anbringar 40 g 3 449 272 man en växelströmsmatad elektromagnetisk spole runt öppningens övre kant 2 varvid man åstadkommer en snabb uppvärmning av del 2 enligt välkända metoder. Därav följer en utvidgning av innerytans 3 diameter till värdet D1. Pluggen, som inte värms upp, har en diameter DZ något mindre än D1, kan föras in utan svårighet. När denna operation är gjord, tar man bort spolen eller bryter strömmen, vilket meför en avkylning och en termisk jämvikt mellan delarna 2 och 4. Eftersom ytan 3 i kallt till- stånd har en diameter Ds som är mindre än Dz kommer del 2 och 3 att pakrympas, varvid ytorna 3 och 5 trycks mot varandra med stor kraft. Till och med om det så utformade montaget senare värms upp, till exempel genom strålning från de inne- slutna produkterna, kommer pluggen och öppningen att utvidga sig samtidigt och krympspänningen förändras inte särskilt mycket mellan de två detaljerna, som sitter effektivt fast för att åstadkomma täthet.In order to enable the plug to be in place, a 40 g 3 449 272 electromagnetic coil is applied around the upper edge 2 of the opening, thereby providing a rapid heating of part 2 according to well-known methods. From this follows an extension of the diameter of the inner surface 3 to the value D1. The plug, which is not heated, has a diameter DZ slightly smaller than D1, can be inserted without difficulty. When this operation is done, the coil is removed or the current is interrupted, which results in a cooling and a thermal equilibrium between the parts 2 and 4. Since the surface 3 in the cold state has a diameter Ds which is smaller than Dz, parts 2 and 3 will to be shrunk, whereby the surfaces 3 and 5 are pressed against each other with great force. Even if the assembly so designed is later heated, for example by radiation from the enclosed products, the plug and the opening will expand at the same time and the shrinkage voltage does not change much between the two parts, which are effectively fixed to achieve tightness. .

För att möjliggöra att behållaren kan öppnas räcker det med att sätta tillbaka växelströmsspolen runt del 2. Man åstad- kommer sålunda en snabbuppvärmning med ytlig verkan så att värmen praktiskt taget tillförs endast del 2, medan pluggen förblir praktiskt taget kall.In order to enable the container to be opened, it is sufficient to replace the AC coil around part 2. A quick heating with a superficial effect is thus achieved so that the heat is practically supplied only to part 2, while the plug remains practically cold.

När detta är utfört, är del 2 tillräckligt utvidgad så att det uppstår ett spel mellan ytorna 3 och 5 vilket medger att pluggen kan dras ut utan ansträngning.When this is done, part 2 is sufficiently expanded so that a play occurs between the surfaces 3 and 5, which allows the plug to be pulled out without effort.

Vi vill påpeka enkelheten i form hos de delar som ingår i tillslutningsanordningen. Vidare låter sig pluggen sättas dit eller tas bort utan ansträngning, vilket eliminerar möjlig- heterna till felgrepp. Kraften med vilken ytorna 3 och 5 trycks mot varandra är enbart en funktion av delarnas dimensioner och material, den är oberoende av utförda handgrepp, vilket ökar den utförda tätningens pålitlighet.We would like to point out the simplicity in shape of the parts that are included in the closing device. Furthermore, the plug can be inserted or removed without effort, which eliminates the possibility of misalignment. The force with which the surfaces 3 and 5 are pressed against each other is only a function of the dimensions and material of the parts, it is independent of the handles performed, which increases the reliability of the performed seal.

Fig. 2 och 3 visar en lämplig utföringsform av tillslut- ningsanordningen enligt vår uppfinning. De cylindriska ytorna 3 och 5 är de tva ytor som kommer i kontakt med varandra och åstadkommer tätningen. På ömse sidor om ytan 3 finns en runtom gående fläns 7 som följs av ett runtom gående urtag 9, och på ömse sidor om ytan S finns ett runtom gående urtag 8 vilket följs av en runtom gående fläns 10. I stängningsläge (Fig. 3), motsvarande termisk jämvikt, trycks ytorna 3 och 5 mot varandra, är systemet av urtagningar och flänsar 7, 8, 9 och 10 anordnade 40 449 272 1 gl på ett sådant sätt att de lämnar ett litet utrymme 11 mellan delarna 2 och 4, varvid detta utrymmes 11 diameter först är mindre och sedan större än ytornas 3 och S kontaktdiameter.Figs. 2 and 3 show a suitable embodiment of the closing device according to our invention. The cylindrical surfaces 3 and 5 are the two surfaces which come into contact with each other and provide the seal. On either side of the surface 3 there is a circumferential flange 7 followed by a circumferential recess 9, and on either side of the surface S there is a circumferential recess 8 which is followed by an circumferential flange 10. In closing position (Fig. 3) , corresponding to thermal equilibrium, the surfaces 3 and 5 are pressed against each other, the system of recesses and flanges 7, 8, 9 and 10 is arranged 40 449 272 1 gl in such a way that they leave a small space 11 between the parts 2 and 4, wherein the diameter of this space 11 is first smaller and then larger than the contact diameter of the surfaces 3 and S.

Detta arrangemang utgör ett effektivt hinder mot en axiell förflyttning av pluggen, som kan utsättas för yttre stötar eller ett inre övertryck.This arrangement constitutes an effective obstacle to an axial movement of the plug, which may be subjected to external shocks or an internal overpressure.

Man skulle kunna utföra anordníngen med ett flertal flänsar och urtagningar och skapa en labyrint på ömse sidor om ytorna 3 och 5. _ Dessa sidoflänsar har också den fördelen att de skyddar ytorna 3 och 5 mot stötar och refflor. Franvaron av defekter är betydelsefull för att åstadkomma täthet.The device could be made with a plurality of flanges and recesses and create a labyrinth on either side of the surfaces 3 and 5. These side flanges also have the advantage that they protect the surfaces 3 and 5 against bumps and grooves. The absence of defects is important to achieve tightness.

När man dementerar eller monterar pluggen (Pig. 2] måste delens 2 förstoring vara sådan att flänsens 7 diameter D5 är större än flänsens 10 diameter D4.When dementing or mounting the plug (Fig. 2], the enlargement of the part 2 must be such that the diameter D5 of the flange 7 is larger than the diameter D4 of the flange 10.

I utföringsformen enligt Fig. 2 och 3 är pluggens 4 ytter- yta 5 vidare försedd med runtom gående koaxiella spår 23 i syfte att förbättra tätningsförmâgan. Ty, om det finns ett mindre geometriskt fel på minst en av ytorna 3 och 5 eller om pluggen inte är anordnad exakt längs öppningens axel finns det risk för att det inte uppstår fullständig kontakt mellan ytorna 3 och 5 på grund av närheten till en skärningslinje.In the embodiment according to Figs. 2 and 3, the outer surface 5 of the plug 4 is further provided with circumferential coaxial grooves 23 in order to improve the sealing ability. For, if there is a minor geometric defect on at least one of the surfaces 3 and 5 or if the plug is not arranged exactly along the axis of the opening, there is a risk that complete contact between the surfaces 3 and 5 does not occur due to the proximity to a line of intersection.

Närvaron av spåren minskar pluggens ytliga stelhet och till- låter ett flerfaldigande av kontaktzonerna mellan ytorna 3 och S genom att begränsningslinjerna gjorts flera.The presence of the grooves reduces the superficial rigidity of the plug and allows a multiplication of the contact zones between the surfaces 3 and S by making the boundary lines several.

En annan utföringsform av tillslutningsanordningen enligt vår uppfinning visas i Fig. 4, I denna figur ser man att öpp- ningen 1 till behållaren har en övre kant 2 med två koaxiella cylindriska ytor 12, 13. Den yttersta ytan 13 har en större diameter än den inre ytans 12. Pluggen består väsentligen av två koaxiella cylindriska delar 14, 15 som är tätande förbundna med varandra genom elastiska organ 16, 17, 18 vilka bildar en bälg. Pluggen stödjer sig mot en inre ansats 19 i öppningen när den är isatt. Dess läge är sålunda noggrant fastställt.Another embodiment of the closing device according to our invention is shown in Fig. 4. In this figure it is seen that the opening 1 of the container has an upper edge 2 with two coaxial cylindrical surfaces 12, 13. The outermost surface 13 has a larger diameter than the the inner surface 12. The plug consists essentially of two coaxial cylindrical parts 14, 15 which are sealingly connected to each other by elastic members 16, 17, 18 which form a bellows. The plug rests against an inner shoulder 19 in the opening when it is inserted. Its position is thus carefully determined.

Delarnas 14 och 15 yttre ytor 20, 21 är avpassade till motsvarande ytor 12, 13, så att, då termisk jämvikt uppnås, bildas samtidiga krympförband. Tätningen fördubblas således medelst denna anordning. Den elastiska anordningen 16, 17, 18 tillåter att rörelser till följd av temperaturvariationer längs delarnas 14 och 15 axel tas upp för att undvika glidning mellan g g 449g272 de olika tätningsytorna._Delen 15 i pluggen är försedd med en öppning 22 så att man skall kunna lyfta den utan att behöva förse pluggen med några utåtriktade delar som riskerar att ut- sättas för stötar.The outer surfaces 20, 21 of the parts 14 and 15 are adapted to the corresponding surfaces 12, 13, so that, when thermal equilibrium is reached, simultaneous shrinkage joints are formed. The seal is thus doubled by means of this device. The elastic device 16, 17, 18 allows movements due to temperature variations along the axis of the parts 14 and 15 to be absorbed in order to avoid slipping between gg 449g272 the different sealing surfaces. The part 15 in the plug is provided with an opening 22 so that one can lift it without having to provide the plug with any outward-facing parts that risk being exposed to shocks.

I alla utföringsformer enligt föreliggande uppfinning kan det för att åstadkomma täthet vara lämpligt att förse kontaktytorna med en metallbeklädnad av lägre hårdhetsgrad än det material som pluggen och öppningen är gjort av. Be- klädnaden kan utgöras av en nickelförening.In all embodiments of the present invention, in order to provide tightness, it may be appropriate to provide the contact surfaces with a metal cladding of lower hardness than the material of which the plug and the opening are made. The clothing may consist of a nickel compound.

Tillslutningsanordningen enligt vår uppfinning har vidare den fördelen, att när den används för behållare för radio- aktiva ämnen, att de ytor som kan kontamineras är mycket få och att de uppvisar en jämn yta utan upphöjningar eller hålig- heter.The closing device according to our invention further has the advantage that when used for containers for radioactive substances, that the surfaces that can be contaminated are very few and that they have a smooth surface without elevations or cavities.

Det förstås att man utan att gå utanför ramen för upp- finningen kan tänka sig olika varianter och detaljförbättringar och att likaså ersätta detaljer med ekvivalenta medel.It is understood that without going beyond the scope of the invention, one can conceive of different variants and detail improvements and also of replacing details with equivalent means.

Claims

449 272 Eatentkrav

A method for sealingly closing and opening a container device containing radiated nuclear fuel with a plug (4), the plug (4) having a cylindrical outer surface (5) which cooperates with an inner surface (3) at the container opening (1). ) upper edge (2), characterized in that the closure is achieved by heating and shrinking the upper edge (2) of the container opening (1) on the plug (4) and that the container is opened by the upper edge (2) of the opening (1) quickly heats up, after which the plug (4) is removed.

Method according to claim 1, characterized in that the upper edge (2) of the opening (1) is heated by means of an alternating current-supplied electromagnetic coil which surrounds the opening (1).

Container and plug device for carrying out the method according to claim 1 or 2, wherein the container has an opening (1), the upper edge (2) of which has a cylindrical inner surface (3), and the plug (4) has a cylindrical outer surface (5), characterized in that the cylindrical outer surface (S) of the plug (4) has an outer diameter (D2) which, when the plug (4) is separated from the container and has the same temperature as this, is slightly larger than the inner diameter (DS) of the opening at the inner surface (3) of the upper edge (2).

Container and plug device according to claim 3, characterized in that the plug consists of two coaxial parts (14, 15) which are connected to a flexible sealing member (16, 17, 18), the two parts (14 , 15) have outer cylindrical surfaces (20, 21), which will be surrounded by two separate spaces in the opening (2), and which have corresponding cylindrical inner surfaces (12, 13), and the outer part (15) of the plug having an inner space (22) extending to the area of the flexible sealing means (16) in order to enable the removal of the plug.

Container and plug device according to claim 3 or 4, characterized in that the surface or one of the outer cylindrical surfaces of the plug has at least one coaxial circumferential groove, whereby the contact between this surface and the corresponding surface in the opening is improved. '

Container and plug device according to one of Claims 3 to 5, characterized in that on either side of the inner surfaces of the opening 11 and 447 272 of the opening and the yeter shaft of the plug are arranged, coaxial with these surfaces, a series of circumferential flanges and recesses flange on one surface is located against a recess in the other surface and vice versa, so that on each side of the sealing surfaces there is an obstacle to the plug being moved in the axial direction relative to the opening.