Ohrangos.ru

Юридический журнал

Патент на посадочную трубу

металлополимерная труба и способ изготовления металлополимерной трубы

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при сооружении трубопроводов для транспортировки продуктов нефтедобычи, технологических жидкостей и химически агрессивных сред. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, снижение стоимости и материалоемкости получения металлополимерных насосно-компрессорных труб (НКТ), технологичности их изготовления, повышения эффективности НКТ. В металлополимерной трубе торцы металлической трубы защищены посаженными на внутреннюю поверхность металлической трубы фиксаторами в виде металлических втулок с буртами и цилиндрической посадочной частью, диаметр наружной поверхности посадочной части фиксаторов равен внутреннему диаметру наружной металлической трубы, диаметр внутренней поверхности фиксаторов равен внутреннему диаметру полимерной трубы, наружная поверхность буртов выполнена конической с углом конусности, равным углу конической резьбы металлической трубы, большой диаметр конической поверхности буртов равен наружному диаметру прилегающего края конической резьбы металлической трубы, в качестве полимерной трубы использована тонкостенная стеклопластиковая труба с гладкой внутренней поверхностью, наружный диаметр которой на 1÷1,5 мм меньше внутреннего диаметра металлической трубы, а ее длина меньше длины металлической трубы на удвоенную длину посадочной поверхности фиксатора, тонкостенная внутренняя стеклопластиковая труба с обеих сторон собственными торцами упирается во внутренние торцы фиксаторов. В способе изготовления металлополимерной трубы в качестве полимерной трубы используют тонкостенную трубу из стеклопластика, на торцах металлической трубы предварительно устанавливают заглушки с отверстиями, навинчивая их на резьбовые концы трубы до упора таким образом, что заглушка плотно входит во внутреннюю поверхность стеклопластиковой трубы на расстояние 7÷10 мм, центрируя стеклопластиковую трубу относительно металлической трубы и одновременно защищая от попадания цементного раствора участки внутренней поверхности металлической трубы от ее края на длину посадочного места фиксатора, цементный раствор подают через отверстие одной из заглушек до равномерного истечения цементного раствора из свободного отверстия заглушки, расположенной на противоположном конце металлической трубы, а после затвердевания цементного раствора заглушки демонтируют и вклеивают фиксаторы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2324856

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при сооружении трубопроводов для транспортировки продуктов нефтедобычи, технологических жидкостей и химически агрессивных сред, в частности, при эксплуатации и обслуживании насосно-компрессорных труб (НКТ) на нефтегазовых месторождениях.

Наиболее близкой предлагаемой является металлополимерная труба, состоящая из стальной трубы и размещенной в ней с зазором полиэтиленовой оболочки. По концам полиэтиленовую оболочку к стальной трубе прижимают наконечники. Конец стальной трубы снабжен патрубком с регулируемым дросселем. От края трубы патрубок размещен на расстоянии в 1,5-2 ширины наконечника. Кольцевой зазор между стальной трубой и полиэтиленовой оболочкой заполнен цементной массой. Для удержания полиэтиленовой оболочки в центре трубы служат лепестковые центраторы [Патент РФ №2138723].

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления металлополимерной трубы [Патент РФ №2138723], включающий размещение с зазором полимерной оболочки в металлической трубе, заполнение кольцевого пространства цементным раствором и герметизацию его, после герметизации кольцевого пространства внутри полимерной оболочки плавно поднимают давление при одновременном дросселировании до удаления фильтрата цементного раствора, причем герметизацию и подъем давления проводят до начала затвердевания цемента. В цементный раствор вводят компоненты, расширяющие цементный камень при отвердении. Для проведения опрессовки концы металлополимерной трубы перекрыты заглушками, причем к одной из заглушек присоединен вентиль напорного трубопровода.

Недостатки известных металлополимерной трубы и способа ее изготовления заключаются в следующем.

1. Для выполнения условий жесткости самой полимерной оболочки при ее изготовлении из полиэтилена приходится использовать полимерную оболочку с большой толщиной стенки, что, в свою очередь, приводит к уменьшению внутреннего проходного сечения металлополимерной трубы. Для увеличения внутреннего проходного сечения металлополимерной трубы необходимо использовать металлические трубы большего диаметра, что влечет за собой большую материалоемкость и соответственно дополнительные затраты как на сами материалы, так и на модернизацию (по сути, переделку) всего оборудования, использующего такие трубы.

2. Поскольку температура перекачиваемой жидкости может доходить до уровня 110°С, а максимальный температурный порог кратковременного использования полиэтилена составляет 95°С (в известном патенте используют полиэтилен низкого давления (ПНД), длительная эксплуатация которого возможна, если температура перекачиваемой среды не выше 60°С), т.е. использование полимерной оболочки из полиэтилена ограничивает предел температуры перекачиваемой жидкости.

3. Природа полиэтилена такова, что он не образует химических связей с цементом, и хотя внутренняя полиэтиленовая труба за счет толщины стенки (реализуется собственная жесткость) и дополнительного давления плотно прилегает к цементной прослойке на этапе изготовления металлополимерной трубы, но при начале перекачки или даже при длительном хранении такой трубы из-за разных физико-механических свойств (в частности, коэффициентов термического расширения) будет происходить образование и увеличение зазора между цементной прослойкой и полиэтиленовой трубой, т.е. образование пустот на границе «полимер-цементный раствор».

4. При перекачке нефтепродуктов по металлополимерной трубе полиэтилен будет насыщаться углеводородами, и чем выше будет температура среды или время перекачки нефтепродуктов, тем в большей степени будет насыщаться полиэтилен. Степень насыщения может доходить до 30%. По мере насыщения полиэтилен набухает, соответственно расширяется, при определенных условиях полиэтиленовая оболочка может даже потерять геометрию круглого сечения.

В изобретении решается задача повышения надежности, снижение стоимости и материалоемкости получения металлополимерных насосно-компрессорных труб (НКТ), технологичности их изготовления, повышения эффективности НКТ за счет их защиты от воздействия химически агрессивных сред при сохранении высокой пропускной способности.

Поставленная задача решается тем, что в металлополимерной трубе, включающей металлическую трубу с конической резьбой на обоих концах наружной поверхности, внутреннюю полимерную трубу с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра металлической трубы, связанных между собой межтрубной прослойкой цементного раствора, торцы металлической трубы защищены посаженными на внутреннюю поверхность металлической трубы фиксаторами в виде металлических втулок с буртами и цилиндрической посадочной частью, диаметр наружной поверхности посадочной части фиксаторов равен внутреннему диаметру наружной металлической трубы, диаметр внутренней поверхности фиксаторов равен внутреннему диаметру полимерной трубы, наружная поверхность буртов выполнена конической с углом конусности, равным углу конической резьбы металлической трубы, большой диаметр конической поверхности буртов равен наружному диаметру прилегающего края конической резьбы металлической трубы, в качестве полимерной трубы использована тонкостенная стеклопластиковая труба с гладкой внутренней поверхностью, наружный диаметр которой на 1÷1,5 мм меньше внутреннего диаметра металлической трубы, а ее длина меньше длины металлической трубы на удвоенную длину посадочной поверхности фиксатора, тонкостенная внутренняя стеклопластиковая труба с обеих сторон собственными торцами упирается во внутренние торцы фиксаторов.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления металлополимерной трубы, включающем помещение полимерной трубы методом ее протаскивания внутрь металлической трубы и заполнение под давлением пространства между внутренней поверхностью металлической трубы и наружной поверхностью полимерной трубы цементным раствором, с последующей выдержкой в течение промежутка времени, необходимого для затвердевания цементного раствора, в качестве полимерной трубы используют тонкостенную трубу из стеклопластика, на торцах металлической трубы предварительно устанавливают заглушки с отверстиями, навинчивая их на резьбовые концы трубы до упора таким образом, что заглушка плотно входит во внутреннюю поверхность стеклопластиковой трубы на расстояние 7÷10 мм, центрируя стеклопластиковую трубу относительно металлической трубы и одновременно защищая от попадания цементного раствора участки внутренней поверхности металлической трубы от ее края на длину посадочного места фиксатора, цементный раствор подают через отверстие одной из заглушек до равномерного истечения цементного раствора из свободного отверстия заглушки, расположенной на противоположном конце металлической трубы, после затвердевания цементного раствора заглушки демонтируют и вклеивают фиксаторы.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На Фиг.1 представлена металлополимерная труба, где 1 — внешняя металлическая труба, 2 — внутренняя стеклопластиковая труба, 3 — фиксаторы, 4 — слой цементного раствора.

На фиг.2 представлен способ изготовления металлополимерной трубы, где 1 — внешняя металлическая труба, 2 — внутренняя стеклопластиковая труба, 4 — слой цементного раствора, 5 — заглушка, 6 — отверстие в заглушке.

На Фиг.1 представлена металлополимерная труба, состоящая из внешней металлической трубы 1 с внутренней стеклопластиковой трубой 2. Тонкостенная внутренняя стеклопластиковая труба жестко закреплена по отношению к металлической за счет слоя цементного раствора 4, которым равномерно заполнено пространство между внутренней поверхностью металлической трубы 1 и наружной поверхностью стеклопластиковой трубы 2 и фиксаторов 3, расположенных по торцам металлической трубы, которые жестко связаны как с металлической, так и со стеклопластиковой трубами клеевым соединением.

Способ изготовления металлополимерной трубы осуществляют в следующей последовательности.

Внутреннюю стеклопластиковую трубу 2 изготавливают методом мокрой намотки непрерывных нитей стекловолокна заданным углом армирования с применением в качестве связующего эпоксидной композиции на специализированных намоточных станках. Стеклопластиковая труба 2 имеет наружный диаметр, меньший на 1÷1,5 мм внутреннего диаметра исходной металлической трубы 1, и длину меньше на удвоенную величину ширины посадочной поверхности фиксатора 3. Стеклопластиковую трубу 2 методом протаскивания помещают в подготовленную внутреннюю полость исходной металлической трубы 1, на торцах которой устанавливают специальные заглушки 5, необходимые для реализации технологического процесса по заполнению пространства между внутренней поверхностью исходной металлической трубы 1 и наружной поверхностью стеклопластиковой трубы 2 цементным раствором 4 (фиг.2). Заглушки 5 имеют внутреннюю резьбу, сопрягаемую с наружной резьбой исходной металлической трубы 1, и отверстие 6. Заглушки 5 навинчивают на резьбовые концы исходной металлической трубы 1 до упора, при этом заглушка 5 плотно входит во внутреннюю поверхность стеклопластиковой оболочки 2 на расстояние 7÷10 мм, тем самым центрируя стеклопластиковую трубу 2 относительно исходной металлической трубы 1 и одновременно защищает участки внутренней поверхности исходной металлической трубы 1 от попадания цементного раствора 4, по крайней мере, на расстояние, равное ширине посадочного места фиксатора 3. Через отверстие 6 одной из заглушек 5 под давлением подают цементный раствор 4, подача которого осуществляется до равномерного истечения цементного раствора 4 из свободного отверстия 6 заглушки 5, расположенной на противоположном конце исходной металлической трубы 1, после чего осуществляют выдержку в течение промежутка времени, необходимого для затвердевания цементного раствора 4. После этого заглушки 5 демонтируют, подготавливают посадочные места под установку фиксаторов 3 с обоих концов металлической трубы 1 путем очистки остатков цементного раствора 4 на участке от торца исходной металлической трубы 1 до торца стеклопластиковой трубы 2. Вклеивают фиксаторы 3 и удаляют выдавленные остатки клея с зоны прилегания внутреннего торца фиксатора 3 к торцу стеклопластиковой трубы 2 и места прилегания фиксатора 3 к торцу исходной металлической трубы 1.

Другие публикации  Налог с судебных издержек

Предлагаемое изобретение используют для изготовления насосно-компрессионных труб (НКТ). При этом в качестве исходной трубы 1 используют новую металлическую трубу или металлическую НКТ, бывшую в употреблении.

В случае, если за исходную трубу 1 взята новая металлическая труба, предварительно производят удаление защитной смазки. В случае, если за исходную трубу 1 взята металлическая НКТ, бывшая в употреблении, но соответствующая допустимым химико-физическим критериям изношенности, ее подвергают текущему техническому обслуживанию, при этом удаляют продукты коррозии, углеводородных отложений с внутренней поверхности исходной НКТ по всей ее длине известными способами.

Применение изобретения позволяет реализовать способ защиты внутренней поверхности металлических труб (НКТ) от воздействия химически агрессивных сред без несения дополнительных затрат на проведение модернизации всего комплекса оборудования, предназначенного для подъема-опускания насосно-компрессионных труб, проведения технического обслуживания и ремонта, дополнительного обучения и аттестации рабочего персонала. Изобретение позволяет использовать стандартные приемы эксплуатации металлических НКТ и высокую химическую стойкость стеклопластиковой трубы при незначительном повышении себестоимости по отношению к новой металлической НКТ.

Предлагаемое изобретение позволяет получить надежные металлополимерные трубы, стойкие к коррозии, воздействию высоких температур, перекачиваемых химически агрессивных сред при сохранении высокой пропускной способности труб. Для их изготовления используют металлические трубы стандартного диаметра, а это, в свою очередь, позволяет снизить стоимость и материалоемкость изготовления металлополимерных насосно-компрессорных труб и не требует модернизации оборудования, использующего такие трубы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Металлополимерная труба, включающая металлическую трубу с конической резьбой на обоих концах наружной поверхности, внутреннюю полимерную трубу с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра металлической трубы, связанных между собой межтрубной прослойкой цементного раствора, отличающаяся тем, что торцы металлической трубы защищены посаженными на внутреннюю поверхность металлической трубы фиксаторами в виде металлических втулок с буртами и цилиндрической посадочной частью, диаметр наружной поверхности посадочной части фиксаторов равен внутреннему диаметру наружной металлической трубы, диаметр внутренней поверхности фиксаторов равен внутреннему диаметру полимерной трубы, наружная поверхность буртов выполнена конической с углом конусности, равным углу конической резьбы металлической трубы, большой диаметр конической поверхности буртов равен наружному диаметру прилегающего края конической резьбы металлической трубы, в качестве полимерной трубы использована тонкостенная стеклопластиковая труба с гладкой внутренней поверхностью, наружный диаметр которой на 1÷1,5 мм меньше внутреннего диаметра металлической трубы, а ее длина меньше длины металлической трубы на удвоенную длину посадочной поверхности фиксатора, тонкостенная внутренняя стеклопластиковая труба с обеих сторон собственными торцами упирается во внутренние торцы фиксаторов.

2. Способ изготовления металлополимерной трубы, включающий помещение полимерной трубы методом ее протаскивания внутрь металлической трубы и заполнение под давлением пространства между внутренней поверхностью металлической трубы и наружной поверхностью полимерной трубы цементным раствором, с последующей выдержкой в течение промежутка времени, необходимого для затвердевания цементного раствора, отличающийся тем, что в качестве полимерной трубы используют тонкостенную трубу из стеклопластика, на торцах металлической трубы предварительно устанавливают заглушки с отверстиями, навинчивая их на резьбовые концы трубы до упора таким образом, что заглушка плотно входит во внутреннюю поверхность стеклопластиковой трубы на расстояние 7÷10 мм, центрируя стеклопластиковую трубу относительно металлической трубы и одновременно защищая от попадания цементного раствора на участки внутренней поверхности металлической трубы от ее края на длину посадочного места фиксатора, цементный раствор подают через отверстие одной из заглушек до равномерного истечения цементного раствора из свободного отверстия заглушки, расположенной на противоположном конце металлической трубы, а после затвердевания цементного раствора заглушки демонтируют и вклеивают фиксаторы.

механизм ориентации маточников сахарной свеклы для посадочной машины

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к механизмам ориентации маточников свеклы перед заправкой их в конусы посадочных колес посадочной машины. Механизм ориентации маточников сахарной свеклы выполнен в виде наклонной доски. Она расположена между лотком бункера и механизмом закладки маточников в посадочные колеса машины. Доска выполнена в виде двух сужающихся к выходу, свободносочлененных и разнонаклоненных к горизонту участков. Первый из них наклонен под углом на 5-10% меньше, чем угол естественного откоса бурта маточников. Он снабжен вибратором и подпружинен. Второй из них расположен под углом, равным или на 5-10% больше угла естественного откоса, и разделен на два рукава. Они заканчиваются цилиндрическими желобами, сообщающимися с трубами-накопителями посадочных колес. Днища обоих участков доски снабжены продольными направляющими ребрами. Использование изобретения позволит повысить надежность ориентирования маточников сахарной свеклы и упростить конструкцию механизма ориентации. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2263437

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к механизмам ориентации маточников перед заправкой их в конусы посадочных колес посадочной машины.

Известны машины для посадки маточников сахарной свеклы [1] ВПМ-4 и ВС-4, которые широко применяются в сельском хозяйстве. Основным недостатком упомянутых машин является большая доля ручного труда, который затрачивается при посадке. Это объясняется тем, что сажальщики вручную заполняют конусы посадочных колес маточниками. Кроме того, работа сажальщиков связана с определенным риском в связи с наличием вокруг рабочего места большого количества движущихся механизмов.

Известен посадочный аппарат [2], в котором ориентация маточников осуществляется с помощью встречно-вращающихся валиков с навивкой. Посадочный материал поступает из бункера на вращающиеся валики, где ориентируется в вертикальное положение. Далее маточники поступают в посадочную трубу, откуда в сориентированном положении выталкиваются в почву и заделываются. Недостатком аппарата является недостаточная надежность ориентации маточников сахарной свеклы. Количество маточников, посаженных вниз головкой, составляет 8-10%.

Это объясняется тем, что ориентация маточников конической (или близко к конической) формы наиболее целесообразна головкой вниз, так как центр тяжести маточника смещен в сторону головки. Использование в упомянутом аппарате ориентации головкой вверх приводит к недостаточной надежности ориентации, так как возможна произвольная самоориентация маточников головкой вниз за счет момента сил, возникающих из-за смещенного центра тяжести.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является механизм ориентации маточников сахарной свеклы посадочной машины [3]. Механизм ориентации машины выполнен в виде наклонной плоскости (доски) с закрепленной на ней треугольной призмой и клиноременного транспортера со шкивами, диаметр которых увеличивается от середины транспортера к его краям.

Ориентация на наклонной плоскости осуществляется за счет треугольной призмы. Если маточник идет корешком вниз, он скользит по призме и попадает корешком на крайние ремни транспортера. Вследствие различной скорости ремней транспортера маточник будет повернут вдоль транспортера корешком вперед. Если маточник идет головкой вниз, то он, двигаясь по наклонной плоскости, зацепляется головкой за трехгранную призму, а корешок разворачивается и также падает на крайние ремни транспортера, что ориентирует его корешком вперед.

Недостатком описанного устройства для ориентации является его ненадежность, связанная с тем, что кроме описанных случаев взаимодействия маточника и призмы возможны и другие случаи, например, падение маточника на ребро призмы и отскок его в любом произвольном направлении. Возможно падение маточника на призму в поперечном направлении, при котором ориентация будет стохастической. При работе аппарата в полевых условиях на результаты ориентации будут также воздействовать тряска и вибрация машины. В результате описанных причин 10-12% маточников высаживаются головкой вниз, что приводит к снижению урожайности. Механизм ориентации, кроме того, сложен по конструкции, металло- и энергоемок.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности ориентирования маточников сахарной свеклы и на упрощение конструкции механизма путем использования свойства конического маточника самоориентироваться под действием смещенного центра тяжести.

Задача решена тем, что в механизме ориентации маточников сахарной свеклы, включающем наклонную доску, расположенную между лотком бункера и трубами-накопителями механизма закладки маточников в посадочные колеса, наклонная доска выполнена в виде двух сужающихся к выходу, свободносочлененных и разнонаклоненных к горизонту участков, первый из которых наклонен под углом на 5-10% меньше, чем угол естественного откоса бурта маточников, снабжен вибратором и подпружинен, а второй — расположен под углом, равным или на 5-10% больше угла естественного откоса, и разделен на два рукава, заканчивающихся цилиндрическими желобами, сообщающимися с трубами-накопителями посадочных колес, при этом днища обеих упомянутых участков снабжены продольными направляющими ребрами.

Другие публикации  Заявление на ту теплосчетчика

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен вид на механизм сбоку, на фиг.2 — вид на механизм сверху. На фиг.1, 2 представлена только технологическая схема устройства: 1 — бункер, 2 — транспортеры подачи свеклы, 3 — лоток, 4 — посадочные колеса (механизм закладки, механизм выталкивания маточников в почву, устройство заделки маточника в почву на схеме не показаны).

Механизм ориентации маточников сахарной свеклы выполнен в виде наклонной доски с бортами, разделенной на два сужающихся к выходу участка 5 и 6. Участки 5 и 6 доски свободно (с зазором) сочленены друг с другом и установлены к горизонту с разными углами наклона.

Механизм ориентации установлен в посадочной машине между лотком 3 бункера 1 и трубами-накопителями 12 механизма закладки маточников в посадочные колеса.

Участок 5 доски наклонен к уровню горизонта под углом на 5-10% меньше, чем угол естественного откоса бурта маточников свеклы. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимое время для самоориентирования маточников на доске. Если угол будет больше или равен углу откоса, то маточник скатится с доски, не успев сориентироваться. Участок 5 доски подпружинен пружинами 7 и снабжен вибратором 8.

Участок 6 доски расположен под углом на 5-10% больше угла естественного откоса для обеспечения подачи сориентированного маточника в механизм закладки и состоит из двух рукавов 9, 10, по которым маточники свеклы подаются в посадочные колеса 4. Рукава 9, 10 заканчиваются цилиндрическими желобами 11, сообщающимися с трубами накопителями 12 посадочных колес.

Днища участков 5 и 6 доски снабжены продольными направляющими ребрами 13, способствующими направленной ориентации и противодействующими разориентации при сотрясениях и ударах.

Механизм ориентации работает следующим образом. Маточник, попадая на участок 5 доски в произвольном положении, под действием момента сил, возникающего на наклонной плоскости за счет смещенного центра тяжести маточника, начинает сразу же занимать положение, при котором центр тяжести был бы в самой низкой точке. Так как участок 5 доски снабжен вибратором и пружинами, днище совершает высокочастотные колебания, которые способствуют ориентированию маточников головкой вперед с одновременным перемещением их в сторону участка 6 доски. В каналах, образуемых направляющими ребрами 13, маточники окончательно ориентируются. В рукавах 9 и 10 маточники разделяются на два потока (по числу посадочных колес 4). В их сужающихся участках маточники занимают положение в один ряд и в окончательно сориентированном положении поступают в цилиндрические желоба 11, в которых за счет форы желобов ориентация маточников уже не может быть нарушена. Затем маточники поступают в трубы-накопители 12 механизма закладки маточников в посадочные колеса 4.

В результате достигается высокая степень ориентирования, так как процесс ориентации идет с использованием физических свойств маточников (смещенный центр тяжести) и способности их самоориентироваться при создании условий, способствующих этому.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет снизить процент посадки маточников свеклы головой вниз до 0,1-1%, исключить ручной труд сажальщиков, в 1,5-2 раза снизить себестоимость процесса высадки, повысить урожайность и производительность машины на 10-15%. Механизм не сложен по конструкции и в эксплуатации.

1. КРЯЖКО В.Н. и др. Концепция развития механизации семеноводства. Журнал «Сахарная свекла», №1, 2001, с.23-24.

2. US №422372, 05.04.1974.

3. US №1005691, 23.03.1983.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Механизм ориентации маточников сахарной свеклы для посадочной машины в виде наклонной доски, расположенной между лотком бункера и трубами-накопителями механизма закладки маточников в посадочные колеса машины, отличающийся тем, что наклонная доска выполнена в виде двух сужающихся к выходу, свободносочлененных и разнонаклоненных к горизонту участков, первый из которых наклонен под углом на 5-10% меньше, чем угол естественного откоса бурта маточников, снабжен вибратором и подпружинен, а второй расположен под углом, равным или на 5-10% больше угла естественного откоса, и разделен на два рукава, заканчивающихся цилиндрическими желобами, сообщающимися с трубами-накопителями, при этом днища обоих участков доски снабжены продольными направляющими ребрами.

устройство и способ введения заглушки в трубу оболочки ядерного тепловыделяющего стержня

Концевая заглушка вводится в конец трубы оболочки после загрузки в нее таблеток ядерного топлива. Во время операции загрузки таблеток муфта и держатель заглушки защищают внешние поверхности трубы оболочки и заглушку от загрязнений. Муфта, установленная на конец трубы, вводится в мягкое уплотнение, расположенное в стенке зоны герметизации. Заглушка находится в выемке держателя, вводится в конец трубы за счет перемещения по скользящей посадке держателя через муфту. При извлечении трубы муфта и держатель удерживаются в уплотнении. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2126560

Изобретение относится к загрузке таблеток ядерного топлива в трубу оболочки для образования ядерного тепловыделяющего стержня ядерного реактора.

В частности, настоящее изобретение касается введения в трубу оболочки концевой заглушки после загрузки в трубу оболочки набора таблеток ядерного топлива, которые изготовлены из смешанного окисного топлива, состоящего из смеси двуокиси урана с двуокисью плутония.

Из-за радиологической опасности, связанной с работой с таблетками ядерного топлива, содержащего плутоний, таблетки изготавливаются в зоне герметизации, обнесенной защищающим от альфа-излучения экраном. При загрузке таблеток из зоны герметизации в трубу оболочки, находящуюся за пределами зоны герметизации, конец трубы, через который вводятся таблетки, проходит в зону герметизации. В результате концевая часть трубы становится радиоактивно загрязненной. Это вызывает необходимость проведения процесса дезактивации стержня, что нежелательно, поскольку увеличивает производственные затраты.

Целью настоящего изобретения является исключение необходимости дезактивации стержня после операции загрузки таблетками ядерного топлива.

Согласно одному отличительному признаку настоящего изобретения обеспечено создание устройства для введения концевой заглушки в трубу оболочки ядерного тепловыделяющего стержня после загрузки в указанную оболочку таблеток ядерного топлива. Это устройство содержит смонтированную с возможностью перемещения на одном конце трубы оболочки муфту, которая может на скользящей посадке устанавливаться в мягком уплотнении, держатель, имеющий выемку для установки в нее концевой заглушки с целью закрытия указанного одного конца трубы оболочки, который может скользить в муфте, так что при его перемещении через муфту концевая заглушка вводится в указанный один конец трубы оболочки, причем конструкция такова, что при извлечении трубы оболочки с установленной в нее концевой заглушкой муфта и держатель остаются в уплотнении.

Предпочтительно, чтобы муфта имела внутреннюю посадочную поверхность, содержащую часть уменьшенного диаметра, проходящую от одного конца муфты, и приспособленную для посадки на конец трубы оболочки.

Посадочная поверхность предпочтительно проходит от указанного одного конца муфты до внутренней концевой поверхности, которая совпадает с концевой поверхностью трубы оболочки.

Посадочная поверхность может являться прессовой посадкой на трубу оболочки.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения концевая заглушка имеет головную часть с концевой поверхностью и периферийной поверхностью, а глубина выемки в держателе достаточна, чтобы окружать концевую поверхность и периферийную поверхность.

Предпочтительно, чтобы было предусмотрено стопорное средство для удержания муфты и держателя в мягком уплотнении после извлечения трубы оболочки.

Мягкое уплотнение может быть уплотнением сфинктерного типа, имеющим множество упругих колец, приспособленных обжимать муфту.

Согласно следующему отличительному признаку настоящего изобретения обеспечен способ введения концевой заглушки в трубу оболочки ядерного тепловыделяющего стержня после загрузки в указанную трубу оболочки таблеток ядерного топлива, содержащий следующие этапы: установка муфты на одном конце трубы оболочки, введение муфты в мягкое уплотнение, введение держателя в муфту, причем держатель имеет закрытую выемку, содержащую концевую заглушку, которая вставляется в указанный один конец трубы оболочки после введения держателя в муфту, и извлечение трубы оболочки со вставленной в нее концевой заглушкой, оставляя муфту и держатель в уплотнении.

Предпочтительно, чтобы способ включал в себя еще и этап смещения муфты и держателя из уплотнения муфтой, установленной на новую трубу оболочки тепловыделяющего стержня во время следующей последовательности загрузки таблеток.

Ниже следует описание вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 представляет собой схему устройства для загрузки таблеток ядерного топлива в трубу оболочки тепловыделяющего стержня;
фиг. 2,a,b,c,d,e иллюстрирует последовательные этапы последовательности загрузки таблеток.

Согласно фиг. 1 цилиндрические таблетки топлива 1, которые изготовлены из смешанного окисного топлива, содержащего двуокись урана и двуокись плутония, расставлены в ряды в зоне герметизации 2, которая заключена в экранирующие излучение стенки 3. Таблетки топлива последовательно загружаются в трубу оболочки тепловыделяющего стержня 4, находящуюся вне зоны герметизации, с целью образования ядерного тепловыделяющего стержня.

В зоне герметизации 2 таблетки 1 расположены конец к концу в отверстии, предусмотренном в несущем поддоне 5. Поддон 5 имеет ряд параллельных отверстий, в которых формируются несколько рядов таблеток ядерного топлива. Из поддона 5 ряд таблеток 1 вытягивается во взвешивающий канал 6 толкателями 7, связанными с перемещающим механизмом 8. Стопор подачи 9 ограничивает перемещение идущей таблетки до тех пор, пока не будет сформирован набор, содержащий необходимое число таблеток. Когда набор достигнет требуемой длины, что определяется взвешивающим оборудованием, связанным со взвешивающим каналом, он перемещается на вибрационный стол 10. Это может достигаться с помощью вибрации взвешивающего канала 6.

Другие публикации  Заявление соискателя

Вне зоны герметизации 2 труба оболочки 4, снабженная нижней концевой заглушкой 11, выставляется соосно с набором таблеток. Перемещаемая муфта 12, напрессовываемая на конец трубы оболочки, предпочтительно изготовлена из пластмассового материала и установлена на скользящей посадке в мягком сфинктерном уплотнении 13. Сфинктерное уплотнение 13 прикреплено к установочной плате 14, которая упруго соединена со стенкой 3 экрана зоны герметизации диафрагмой 15. Муфта 12 проходит через центральное отверстие 16 в установочной плате так, что конечная поверхность 17 находится напротив способной отводиться назад стопорной пластины 18. Сфинктерное уплотнение снабжено несколькими резиновыми кольцами 19, каждое из которых разделено на секторы. Когда муфта 12 проходит через центр уплотнения, кольца 19 деформируются, но сохраняют положительный герметизирующий контакт за счет напрессовки на муфту. Зажимы 20 предназначены для легкого удерживания трубы оболочки 4 на месте, а концевой стопор 21 надвигается на нижнюю концевую заглушку 11 для предотвращения продольного перемещения трубы.

В процессе работы вибрационный стол 10 и труба оболочки 4 подвергаются вибрации за счет соединения с двухрежимным вибратором (не показан). Это заставляет набор таблеток перемещаться вдоль направляющей трубы 22, образующей единое целое со столом 10. Конец трубы 22 имеет форму полукруглого канала 23, который проводит таблетки через муфту и вводит их в трубу оболочки 4. Желательно, чтобы труба 22 была изготовлена из материала, совместимого с таблетками ядерного топлива, подходящим примером которого может служить нержавеющая сталь или циркониевый сплав. Таблетки перемещаются по трубе оболочки 4 до тех пор, пока первая таблетка не столкнется с нижней концевой заглушкой 11.

Описанная конструкция для введения таблеток ядерного топлива в трубу оболочки является чисто иллюстративной и может включать в себя другие системы, содержащие, например, мягкие опорные поверхности или толкатели для введения таблеток.

После отвода назад и остановки вибрационного стола 10 и направляющей трубы 24 используется перемещаемый держатель заглушки 24 (см. фиг. 2c) для введения верхней концевой заглушки 25 и давящей пружины 26 в конец трубы оболочки 4. Предпочтительно, чтобы держатель заглушки 24 был изготовлен из пластмассового материала. Опорные платы 27 предназначены для установки за муфтой 12, при этом зажимы 20 разжимаются, и убирается концевой стопор 21. Труба оболочки 4 извлекается, в то время как муфта 12 и держатель заглушки 24 ограничиваются опорными платами, так чтобы оставаться зажатыми в сфинктерном уплотнении 13. Извлеченная труба оболочки проходит через машину для роликовой сварки кольцевых швов 28, которая делает круговую сварку для соединения верхней концевой заглушки 25 с трубой оболочки. Последующее извлечение трубы оболочки вводит верхнюю концевую заглушку 25 в устройство заполнения гелием и сварки 29, которое закачивает в трубу гелий через небольшое отверстие 30 (см. фиг. 2c) в заглушке и заполняет отверстие сварочным материалом.

Теперь со ссылками на фиг. 2,a,b,c,d,e рассмотрим последовательность загрузки таблеток.

На фиг. 2a показана труба оболочки 4 с нижней концевой заглушкой 11 на одном конце и с перемещаемой муфтой 12 на другом конце. Муфта на одном конце имеет посадочное место 31 уменьшенного диаметра, которое посажено на прессовой посадке на конец трубы оболочки 4. Таким образом, внешняя концевая поверхность трубы оболочки 4 закрыта посадочным местом 31 и за счет этого защищена от радиоактивного загрязнения средой зоны герметизации 2.

По мере того, как труба оболочки 4 перемещается в направлении стрелки A, муфта 12 входит в зацепление с муфтой 12a, содержащей держатель заглушки 24a, который удерживался в сфинктерном уплотнении 13 после предыдущей операции загрузки таблеток. При нахождении стопорной платы 18 в отведенном назад положении новая муфта 12 выталкивает муфту и узел держателя заглушки из сфенктерного уплотнения 13 в зону герметизации 2 (фиг. 2b). Поскольку новая муфта 12 входит в сфинктерное уплотнение 13 прежде чем из него будут удалены ранее использованная муфта и держатель заглушки, утечка радиоактивных веществ из зоны герметизации исключается. Стопорная плата 18 затем опускается, чтобы предоставить место для концевой поверхности 17 муфты 12.

На фиг. 2c показан полукруглый концевой канал 23 направляющей трубы 22, проходящей в муфту 12. При вибрации вибрационного стола 10 и трубы оболочки 4, как говорилось выше, таблетки 1 перемещаются вдоль полукруглого канала 23 и вниз по трубе оболочки до тех пор, пока первая таблетка не столкнется с нижней концевой заглушкой 11. Когда набор таблеток будет загружен в трубу оболочки 4, стол 10 и направляющая труба 22 отводятся назад.

Верхняя концевая заглушка 25 вместе с давящей пружиной 26 впрессовывается затем в конец трубы оболочки 4 с помощью перемещаемого держателя заглушки 24. Держатель заглушки имеет цилиндрическую форму и внешней диаметр такой, что устанавливается в муфте 12 на скользящую посадку. Глухое отверстие 35, просверленное вдоль продольной оси держателя заглушки 24, имеет выемку с увеличенным диаметром 36 на своем переднем конце. Глубина выемки достаточна для полного приема головной части 37 верхней заглушки 25. Особенно важно обеспечить, чтобы конечная поверхность 38 и периферийная поверхность 39 головной части 37 были полностью закрыты, чтобы защитить их от возможного загрязнения. На переднем конце верхней заглушки 25 имеется плечо 40, которое обеспечивает посадочное место для давящей пружины 26. После отвода назад и остановки вибрационного стола 10 и направляющей трубы 22 можно использовать предусмотренный в зоне герметизации дистанционно управляемый манипулятор (не показан), чтобы протолкнуть держатель заглушки 24 через муфту 12 и впрессовать верхнюю заглушку 25 в конец трубы оболочки 4. При установке верхней заглушки концевой стопор 21 предотвращает осевое смещение трубы оболочки. Давящая пружина 26 служит для удержания таблеток ядерного топлива при последующих манипуляциях и транспортировке ядерного тепловыделяющего стержня так, чтобы они при этом не повреждались.

Как показано на фиг. 2d, опорные платы 27 смещены внутрь, чтобы находиться за муфтой 12 в то время как разжимаются зажимы 20, а концевой стопор 21 отводится назад от нижней заглушки 11. После извлечения ядерного тепловыделяющего стержня муфта 12 и держатель заглушки 24 остаются зажатыми в сфинктерном уплотнении 13 (фиг. 2e). Затем ядерный тепловыделяющий стержень проходит через машину 28 для сварки концевой заглушки и заполнения гением, а также через сварочное устройство 29 для окончательной сборки ядерного тепловыделяющего стержня. Затем указанная последовательность операций повторяется для следующего ядерного тепловыделяющего стержня.

Как можно заметить, во время операции загрузки таблеток никакие внешние поверхности трубы оболочки и верхней концевой заглушки не оказываются открытыми для радиоактивной среды, содержащейся в зоне герметизации. Это исключает необходимость проведения дорогостоящего процесса дезактивации ядерного тепловыделяющего стрежня.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для введения концевой заглушки в трубу оболочки ядерного тепловыделяющего стержня после загрузки таблеток ядерного топлива в указанную трубу оболочки, отличающееся тем, что содержит муфту, установленную с возможностью перемещения на конец трубы оболочки, так что муфта может на скользящей посадке устанавливаться в мягком уплотнении, держатель, имеющий закрытую выемку для размещения в ней концевой заглушки для закрытия указанного одного конца трубы оболочки, перемещающийся на скользящей посадке в муфте, так что при его перемещении через муфту концевая заглушка вводится в конец трубы оболочки, и стопорное средство для удержания муфты и держателя в мягком уплотнении при извлечении трубы оболочки из муфты.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет внутреннюю посадочную поверхность, включающую в себя часть с уменьшенным диаметром, проходящую от одного конца муфты, причем посадочная поверхность приспособлена для посадки на указанный один конец трубы оболочки.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что посадочная поверхность проходит от указанного одного конца муфты к внутренней концевой поверхности, которая совпадает с концевой поверхностью трубы оболочки.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что посадочная поверхность является прессовой посадкой на трубу оболочки.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что концевая заглушка имеет головную часть с концевой поверхностью и периферийной поверхностью, причем указанная выемка имеет глубину, достаточную для того, чтобы окружать концевую поверхность и периферийную поверхность.

6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что мягкое уплотнение включает в себя сфинктерное уплотнение, имеющее множество упругих колец, обжимающих муфту.

7. Способ введения концевой заглушки в трубу оболочки ядерного тепловыделяющего стержня после загрузки в нее таблеток ядерного топлива, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы: установка муфты на одном конце трубы оболочки, введение муфты в мягкое уплотнение, введение держателя в муфту вместе с содержащейся в нем концевой заглушкой, которая вводится в указанный конец трубы оболочки при введении держателя в муфту, извлечение трубы оболочки с концевой заглушкой, введенной в нее, и установку стопорного средства в положение, позволяющее удержать муфту и держатель в мягком уплотнении при извлечении трубы оболочки из муфты.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что проводят следующий этап перемещения муфты и держателя из уплотнения муфтой, установленной на новую трубу оболочки ядерного тепловыделяющего стержня во время следующей последовательности загрузки таблеток.

Все права защищены; 2019 Ohrangos.ru