WO2003080322A1 - Hockdruckpresse - Google Patents

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Viktor Gliha
Helmut Tauschhuber
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Framatome Anp Gmbh
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/30—Presses specially adapted for particular purposes for baling; Compression boxes therefor
    • B30B9/3003—Details
    • B30B9/3021—Press rams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/32—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
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    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/30—Presses specially adapted for particular purposes for baling; Compression boxes therefor
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/34—Disposal of solid waste
    • G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure press for compressing a container with radioactive content by means of a plunger movable relative to a die, the cross-section of which is only slightly smaller than a cross-section of the die that at least partially encloses the container.
  • the invention is therefore based on the object of providing a high-pressure press for compressing a container with radioactive content, by means of which the transfer is carried out can be omitted.
  • the handling effort and thus also the radiation exposure for the employees should be kept as low as possible.
  • At least one further functional position with a changed cross-section of the punch and a cross-section of the die adapted to the changed cross-section of the die for compressing different containers can be set on the high-pressure press.
  • the invention is based on the consideration that by adapting the cross section of the stamp and the die to different containers, the radioactive waste can be compressed in the containers in which it was also collected.
  • the additional handling effort required by the transfer of the radioactive contaminated waste into containers suitable for compression is eliminated. This can also significantly reduce the radiation exposure for employees.
  • By means of the adjustable functional positions of the high-pressure press a wide variety of containers can be compressed in one and the same high-pressure press without great expenditure of time and conversion.
  • a particularly advantageous embodiment of the high-pressure press is achieved in that the cross sections have an adjustable cross-sectional area. This makes it possible to compress containers with different dimensions, for example crumple drums with diameters that differ from one another.
  • cross sections have an adjustable geometry. This also makes it possible to compress containers with different geometric shapes, for example containers with a circular and square base, in a high-pressure press.
  • the respective shaped body is arranged movably on the punch or on the die.
  • This enables the cross-sections of the punch and the die to be adapted particularly quickly to different container sizes and shapes.
  • the molded body for the stamp can be pivoted or rotated, for example, in such a way that different cross sections act on the different containers.
  • the shaped body for the die on the other hand, can be moved or rotated and fixed, for example, in order to adapt to the cross section of the stamp and to adapt to the respective container shape and size in such a way that different cutouts can be used.
  • Another particularly expedient modification of the high-pressure press is created in that the respective molded body can be fixed on the punch and / or on the die to achieve the further functional position, if necessary. This makes it possible to fix the molded body to the stamp and / or the die only when a container has to be compressed which deviates from the current container shape and / or size.
  • the shaped body assigned to the stamp is designed as a stamp sleeve and the shaped body assigned to the die is designed as a die sleeve.
  • the cross-sections of the punch and the die can be changed in a particularly simple and effective manner.
  • punch sleeves with different external dimensions and the matching die sleeves it is possible to close containers with different dimensions in the high-pressure press compress. Due to the possibility of assigning two or more punch sleeves to the punch and two or more die sleeves to the die, it is possible to compress almost all possible container dimensions within a predetermined range, thereby achieving a considerable degree of flexibility.
  • the sleeves cover the entire stressed area of the punch and the die during the pressing of the containers, only the sleeves have to be designed as wear parts and made of a material that can withstand the considerable material stress during pressing in the high-pressure press.
  • the stamp and the die are not particularly stressed during pressing and can therefore be made, for example, from commercially available steel. This means a considerable cost advantage and an easy possibility to replace wear parts.
  • FIG. 1 shows a high-pressure press 1 for compressing a container 2 with radioactive content in a working position. It comprises a punch 4 and a die 6.
  • the high-pressure press 1 is arranged in an upright position, the punch 4 being located above the die 6.
  • the high-pressure press 1 can also be arranged inclined or lying.
  • the punch 4 and the die 6 are guided in two columns 8 and can be moved in a compression direction indicated by an arrow x.
  • the punch 4 and the die 6 are connected to one another by a bellows 10.
  • the die 6 In the working position shown, the die 6 is in a lowered position and surrounds the container 2 arranged on a base plate 12.
  • the stamp 4 is in contact with the container 2 with a stamp head 14 arranged thereon.
  • the plunger 4 is moved in the compression direction by high pressure of approximately 200 bar, the container 2 being compressed into a so-called pressing or pellet.
  • a cross-section 16 of the stamp 4 is only slightly smaller than a cross-section 18 of the die 6. Since the die 6 at least partially surrounds the container 2, the shape and size of the die is determined by means of High-pressure press to be pressed container 2 depending on the shape and size of the cross section 18 of the die 6 and thus also on the shape and size of the cross section 16 of the punch 4th
  • the stamp 4 has a stamp sleeve 20 which can be plugged or fixed onto the stamp 4.
  • the die 6 is assigned a die sleeve 22 which changes the cross section 18 analogously to the cross section 16 of the punch 4.
  • stamp sleeves 20 with different external dimensions and the matching die sleeves 22 it is possible to compress containers 2 with different dimensions in the high-pressure press 1.
  • a plurality of punch sleeves 20 can also be assigned to the punch 4 one above the other and a plurality of die sleeves 22 to the die 6 one inside the other.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpresse (1) zum Komprimieren eines Behälters (2) mit radioaktivem Inhalt mittels eines relativ zu einer Matrize (6) beweglichen Stempels (4). Um mittels der Hochdruckpresse (1) verschiedene Behältergrössen und -formen verpressen zu können und damit das Umfüllen des radioaktiv kontaminierten Abfalls in zur Kompression geeignete Behälter (2) zu vermeiden, ist ein Querschnitt (16) des Stempels (4) und zugleich ein Querschnitt (18) der Matrize (6) derart veränderbar, dass wahlweise zwei Funktionsstellungen einstellbar sind. Hierdurch ist es in kurzer Zeit und mit wenig Umrüstaufwand möglich mit ein und derselben Hochdruckpresse (1) Behälter (2) mit unterschiedlichen Abmessungen und unterschiedlichen geometrischen Formen zu komprimieren.

Description

Beschreibung
Hochdruckpresse
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpresse zum Komprimieren eines Behälters mit radioaktivem Inhalt mittels eines relativ zu einer Matrize beweglichen Stempels, dessen Querschnitt lediglich geringfügig kleiner als ein den Behälter zumindest abschnittsweise einschließender Querschnitt der Matrize ausgeführt ist.
In kerntechnischen Anlagen entsteht eine Vielzahl von Abfällen, die je nach ihrer Herkunft mehr oder weniger kontaminiert sein können. Dieser radioaktiv kontaminierte Abfall muss einer sachgerechten Endlagerung zugeführt werden. Da das für die Endlagerung zur Verfügung stehende Gesamtvolumen begrenzt ist, ist eine Komprimierung des radioaktiv kontaminieren Abfalls auf ein geringst mögliches Volumen wünschenswert.
Neben anderen Verfahren ist es zur Volumenreduzierung von radioaktiv kontaminiertem Abfall möglich, diesen in Behälter, beispielsweise sogenannte Knautschtrommeln, zu verfüllen. Diese Behälter können dann mitsamt ihres radioaktiven Inhaltes verdichtet werden. Zur Komprimierung der Behälter kann eine Hochdruckpresse eingesetzt werden. Bei einer derartigen Hochdruckpresse wirkt üblicherweise über einen Stempel ein hoher Druck von etwa 200 bar auf den Behälter, welcher dabei in einer Matrize fixiert ist. Die so verpressten Knautschtrommeln, sogenannte Pellets oder Presslinge, werden anschließend in endlagerfähige Verpackungen eingebracht und nach Verdeckelung in einem entsprechenden End- oder Zwischenlager eingelagert.
Als problematisch erweist sich der Einsatz einer solchen Hochdruckpresse jedoch in der Praxis, weil der radioaktiv kontaminierte Abfall von den Behältern, in denen er gesammelt wurde, zunächst in einen zur Kompression geeigneten Behälter umgefüllt werden muss. Dieser zusätzliche Arbeitsschritt ist sehr zeitaufwendig und zudem enorm strahlenbelastend für die jeweiligen Mitarbeiter.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpresse zum Komprimieren eines Behälters mit radioaktivem Inhalt zu schaffen, durch die das Umfüllen entfallen kann. Insbesondere soll dabei der Handhabungsaufwand und somit auch die Strahlenbelastung für die Mitarbeiter so gering wie möglich gehalten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Hochdruckpresse zusätzlich zu der ersten Funktionsstellung zumindest eine weitere Funktionsstellung mit einem veränderten Querschnitt des Stempels sowie einem an den veränderten Querschnitt des Stempels angepassten Querschnitt der Matrize zum Komprimieren unterschiedlicher Behälter einstellbar ist.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass durch eine Anpassung des Querschnitts des Stempels und der Matrize an verschiedene Behälter der radioaktive Abfall in den Behältern verpresst werden kann in denen er auch gesammelt wurde. Der nach dem Stand der Technik erforderliche zusätzliche Handhabungsaufwand durch das Umfüllen des radioaktiv kontaminierten Abfalls in für die Kompression geeignete Behälter entfällt. Hierdurch kann auch die Strahlenbelastung für die Mitarbeiter erheblich reduziert werden. Mittels der einstellbaren Funktionsstellungen der Hochdruckpresse können unterschiedlichste Behälter ohne großen Zeit- und Umrüstaufwand in ein und derselben Hochdruckpresse komprimiert werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Hochdruckpresse wird dadurch erreicht, dass die Querschnitte eine einstellbare Querschnittsfläche aufweisen. Hierdurch ist ein Komprimieren von Behältern mit unterschiedlichen Abmessungen, beispielsweise Knautschtrommeln mit voneinander abweichenden Durchmessern, möglich.
Eine weitere vorteilhafte Abwandlung wird dadurch erreicht, dass die Querschnitte eine einstellbare Geometrie aufweisen. Dadurch ist auch ein Komprimieren von Behältern mit voneinander abweichenden geometrischen Formen, beispielsweise von Behältern mit kreisförmiger und quadratischer Grundfläche, in einer Hochdruckpresse möglich.
Eine andere besonders zweckmäßige Weiterbildung der Hochdruckpresse wird dadurch geschaffen, dass die veränderten Querschnitte in der zweiten Funktionsstellung durch jeweils einen dem Stempel sowie der Matrize zugeordneten Formkörper erreichbar sind. Somit kann eine Veränderung der Querschnitte des Stempels und der Matrize ausschließlich durch die Formkörper realisiert werden. Die Form und Abmessung des Stempels sowie der Matrize bleibt hierbei unverändert.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Hochdruckpresse wird dadurch erreicht, dass der jeweilige Formkörper beweglich an dem Stempel oder an der Matrize angeordnet ist. Eine Anpassung der Querschnitte des Stempels und der Matrize auf unterschiedliche Behältergrößen und- formen kann hierdurch besonders schnell durchgeführt werden. Dabei kann der Formkörper für den Stempel beispielsweise derart verschwenkt oder gedreht werden, dass unterschiedliche Querschnitte auf die jeweils unterschiedlichen Behälter einwirken. Der Formkörper für die Matrize hingegen kann zur Anpassung an den Querschnitt des Stempels und zur Anpassung an die jeweilige Behälterform und -große beispielsweise so verschoben oder gedreht und festgelegt werden, dass unterschiedliche Aussparungen nutzbar sind.
Eine andere besonders zweckmäßige Abwandlung der Hochdruckpresse wird dadurch geschaffen, dass der jeweilige Formkörper an dem Stempel und / oder an der Matrize zum Erreichen der weiteren Funktionsstellung bedarfsweise fixierbar ist. Hierdurch ist es möglich, den Formkörper ausschließlich dann an dem Stempel und / oder der Matrize zu fixieren, wenn ein Behälter komprimiert werden muss, der von der gängigen Behälterform und / oder -große abweicht.
Dabei hat es sich als besonders praxisnah erwiesen, dass der jeweilige Formkörper austauschbar ist. Hierdurch wir eine hohe Flexibilität erreicht, da eine kurzfristige Anpassung der Hochdruckpresse an nahezu alle möglichen Behälterformen und -großen möglich ist.
Eine weitere besonders praxisnahe Ausgestaltung wird dadurch geschaffen, dass der dem Stempel zugeordnete Formkörper als eine Stempelhülse und der der Matrize zugeordnete Formkörper als eine Matrizenhülse ausgeführt ist. Hierdurch wird auf beson- ders einfache und effektive Art und Weise eine Veränderung der Querschnitte des Stempels und der Matrize erreicht. Durch Verwendung von Stempelhülsen mit unterschiedlichen Aussenabmessungen und den darauf abgestimmten Matrizenhülsen ist es möglich, Behälter mit unterschiedlichen Abmessungen in der Hochdruckpresse zu komprimieren. Durch die Möglichkeit zwei oder mehr Stempelhülsen dem Stempel und zwei oder mehr Matrizenhülsen der Matrize zuzuordnen, ist es innerhalb eines vorbestimmten Bereiches möglich, nahezu alle möglichen Behälterabmessungen zu komprimieren, wodurch ein erhebliches Maß an Flexibilität erreicht wird. Dadurch, dass die Hülsen beim Verpressen der Behälter den gesamten beanspruchten Bereich des Stempels und der Matrize bedecken, müssen ausschließlich die Hülsen als Verschleißteil ausgebildet und aus einem Werkstoff gefertigt sein, welcher der erheblichen Materialbeanspruchung beim Verpressen in der Hochdruckpresse standhält. Der Stempel und die Matrize werden beim Verpressen nicht besonders beansprucht und können daher beispielsweise aus handelsüblichem Stahl hergestellt werden. Dies bedeutet einen erheblichen Kostenvorteil und eine leichte Austauschmöglichkeit von Verschleißteilen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der dargestellten Figur eine Hochdruckpresse 1 zum Komprimieren eines Behälters 2 mit radioaktivem Inhalt in einer Arbeitsposition. Sie umfasst einen Stempel 4 und eine Matrize 6. Die Hochdruckpresse 1 ist stehend angeordnet, wobei sich der Stempel 4 oberhalb der Matrize 6 befindet. Alternativ kann die Hochdruckpresse 1 allerdings auch geneigt oder liegend angeordnet sein.
Der Stempel 4 und die Matrize 6 sind in zwei Säulen 8 geführt und in eine durch einen Pfeil x angedeutete Kompressionsrichtung verfahrbar. Um das Eindringen von Rückständen und Schmutz in die Hochdruckpresse 1 zu vermeiden sind der Stempel 4 und die Matrize 6 durch einen Faltenbalg 10 miteinander verbunden. In der dargestellten Arbeitsposition befindet sich die Matrize 6 in einer abgesenkten Position und umschließt den auf einer Bodenplatte 12 angeordneten Behälter 2. Der Stempel 4 befindet sich mit einem an diesem angeordneten Stempelkopf 14 in Anlage an dem Behälter 2.
Für die Komprimierung des Behälters 2 wird der Stempel 4 durch Hochdruck von etwa 200 bar in Kompressionsrichtung verfahren, wobei der Behälter 2 zu einem sogenannten Pressung oder Pellet zusammengepresst wird. Um eine Bewegung des Stempels 4 in die Kompressionsrichtung zu ermöglichen, ist ein Querschnitt 16 des Stempels 4 nur geringfügig kleiner ausgebildet als ein Querschnitt 18 der Matrize 6. Da die Matrize 6 den Behälter 2 zumindest teilweise umschließt, ist die Form und Größe des mittels der Hochdruckpresse zu verpressenden Behälters 2 abhängig von der Form und Größe des Querschnittes 18 der Matrize 6 und damit auch von der Form und Größe des Querschnitts 16 des Stempels 4.
Um aber beispielsweise auch Behälter 2 mit unterschiedlichen Abmessungen mittels der Hochdruckpresse 1 komprimieren zu können, weist der Stempel 4 eine Stempel- hülse 20 auf, die auf den Stempel 4 aufsteckbar oder fixierbar ist. Hierdurch lässt sich der wirksame Querschnitt 16 des Stempels 4 verändern. Der Matrize 6 ist eine Matrizenhülse 22 zugeordnet, die den Querschnitt 18 analog zum Querschnitt 16 des Stempels 4 verändert. Durch Verwendung von Stempelhülsen 20 mit unterschiedlichen Aussenabmessungen und den darauf abgestimmten Matrizenhülsen 22 ist es möglich, Behälter 2 mit unterschiedlichen Abmessungen in der Hochdruckpresse 1 zu komprimieren. Wahlweise können auch mehrere Stempelhülsen 20 übereinander dem Stempel 4 und mehrere Matrizenhülsen 22 ineinander der Matrize 6 zugeordnet werden.

Claims

Ansprüche
1. Hochdruckpresse (1 ) zum Komprimieren eines Behälters (2) mit radioaktivem s Inhalt mittels eines relativ zu einer Matrize (6) beweglichen Stempels (4), dessen
Querschnitt (16) lediglich geringfügig kleiner als ein den Behälter (2) zumindest abschnittsweise einschließender Querschnitt (18) der Matrize (6) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hochdruckpresse (1 ) zusätzlich zu der ersten Funktionsstellung zumindest eine weitere Funktionsstellung mit einem 0 veränderten Querschnitt (16) des Stempels (4) sowie einem an den veränderten
Querschnitt (16) des Stempels (4) angepassten Querschnitt (18) der Matrize (6) zum Komprimieren unterschiedlicher Behälter (2) einstellbar ist.
2. Hochdruckpresse (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Quer- 5 schnitte (16, 18) eine einstellbare Querschnittsfläche aufweisen.
3. Hochdruckpresse (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (16, 18) eine einstellbare Geometrie aufweisen.
0 4. Hochdruckpresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderten Querschnitte (16, 18) in der zweiten Funktionsstellung durch jeweils einen dem Stempel (4) sowie der Matrize (6) zugeordneten Formkörper erreichbar sind.
5 5. Hochdruckpresse (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Formkörper beweglich an dem Stempel (4) oder an der Matrize (6) angeordnet ist.
6. Hochdruckpresse (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass der jeweilige Formkörper an dem Stempel (4) und / oder an der Matrize
(6) zum Erreichen der weiteren Funktionsstellung bedarfsweise fixierbar ist.
7. Hochdruckpresse (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Formkörper austauschbar ist.
8. Hochdruckpresse (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Stempel (4) zugeordnete Formkörper als eine Stempelhülse (20) und der der Matrize (6) zugeordnete Formkörper als eine Matrizenhülse (22) ausgeführt ist.
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