CH626816A5

CH626816A5 - Appliance for irradiating flowable material, especially granular fodder

Info

Publication number: CH626816A5
Application number: CH1469877A
Authority: CH
Inventors: Ernst Bosshard
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1977-12-01
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1981-12-15
Also published as: FR2410503B1; FR2410503A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestrahlen fliessbaren Gutes, insbesondere körniger Futtermittel, durch radioaktive Strahlen, mit einer kreiszylindrischen Bestrahlungskammer und einem darin koaxial angeordneten kreiszylindrischen, strahlungsdurchlässigen Strahlungsquellenträger, einer Fördervorrichtung zum Umwälzen des Gutes, so dass dieses die beiden Wände des Quellenträgers nacheinander bespült.

In bekannten Vorrichtungen dieser Art wird das Gut während der Bestrahlung durch ein im Quellenträger angeordnetes (CH-PS 548 225) oder durch ein ausserhalb der Bestrahlungskammer angeordnetes (CH-PS 577 740) Umwälzorgan umgewälzt. Zum Bestrahlen körnigen Gutes, vor allem von Futtermitteln, eignen sich diese chargenweise betriebenen Vorrichtungen nicht, weil die Masse des Gutes in der Bestrahlungskammer durch ein solches Umwälzorgan nicht genügend bewegt und durchmischt werden kann, so dass die von den einzelnen Körnern aufgenommene Strahlungsdosis nicht uniform ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen mit wirkungsvollen Mitteln zum Fördern und Durchmischen von insbesondere körnigem Gut, so dass im allgemeinen das Gut nur ein einziges Mal um den Quellenträger herumgeführt zu werden braucht. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Ringraum zwischen Quellenträger und Bestrahlungskammerwand sowie im Quellenträger je mindestens ein Rührer für das Gut angeordnet ist, deren Achsen parallel zur Achse der Bestrahlungskammer verlaufen, und dass die Rührer um diese Achsen rotieren bei gleichzeitiger Ausführung einer Drehbewegung um die Achse der Bestrahlungskammer.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel können kontinuierlich betriebene Mittel zum Zu- und Abführen des Gutes vorgesehen sein, von denen das eine ausserhalb, das andere innerhalb des Quellenträgers in die Bestrahlungskammer münden.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel endet der Quellenträger mit Abstand vom Boden der Bestrahlungskammer und münden die Mittel zum Zu- und Abführen des Gutes im oberen Bereich der Bestrahlungskammer.

Gemäss einer bevorzugten Ausführung weist die Bestrahlungskammer einen Abschirmdeckel auf, der aus mindestens einem drehbar angeordneten Ringkörper und einem drehbaren zentralen Teil besteht.

Dabei kann der Quellenträger von einem der Ringteile des Abschirmdeckels getragen sein.

Der Antrieb mindestens eines der Rührer kann über ein mit dem Antrieb eines der Teile des Abschirmdeckels integriertes Planetengetriebe erfolgen.

Die Rührer bestehen vorzugsweise aus im Abschirmdeckel einseitig gelagerten Wellen mit in Achsrichtung der Welle fördernden Propellerblättern, die dem Gut einen Axialvorschub erteilen. Die Rührer sind vorzugsweise rahmenartig ausgebildet, wobei die Längsseiten der Rahmen zur Kammerachse parallel verlaufen.

Die Propellerblätter der Rührer sind so gerichtet, dass der Vorschub im Ringraum zum Vorschub im Innern des Quellenträgers entgegengesetzt gerichtet ist.

Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Bestrahlungskammer mindestens einen Zu- und mindestens einen Abführkanal für ein Trägergas für das Gut auf. Der Zufuhrkanal für das Trägergas kann unter eine am Boden der Bestrahlungskammer angeordnete Lochplatte münden.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung,

Fig. 2 einen Teil-Horizontalschnitt in vergrössertem Massstab nach der Ebene II—II in Fig. 1 ;

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Fig. 3 und 4 perspektivische Ansichten eines Feststellschiebers,

Fig. 5 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Betonkörper 1 dargestellt, der ein vierfach abgestuftes, im wesentlichen kreiszylindrisches Loch 2 mit kegelig verlaufendem Boden 3 aufweist, das eine Bestrahlungskammer 4 bildet. Das Loch 2 ist mit einem Futter 4'aus nichtrostendem Stahlblech ausgekleidet. Im Bereich der Stufen 5, 6, 7 ist ein Abschirmdeckel 10 angeordnet, der aus drei Teilen besteht: aus einem äusseren, auf einem Kugellager 12 abgestützten drehbaren Ring 11, einem Zwischenring 13, der über ein Kugellager 14 drehbar auf dem Ring 11 abgestützt ist, und aus einem zentralen Teil 15, der über ein Kugellager 16 drehbar auf dem Ring 13 ruht. Der äussere Ring 11 weist an seiner oberen Stirnfläche eine Innenverzahnung 20 auf, in die ein von einem Motor 21 angetriebenes Ritzel 22 eingreift zwecks Drehung des Ringes. Am zentralen Teil 15 ist ebenfalls eine Innenverzahnung 25 vorgesehen, mit der ein von einem Motor 26 angetriebenes Ritzel 27 kämmt zwecks Drehung des zentralen Teiles innerhalb des Ringes 13. Ein flanschartiger, oberer Rand 30 des Zwischenringes 13 ist von einem eine Aus-senverzahnung 31 tragenden Ring 32 umgeben, der, wie die Motoren 21 und 26, an einer das Loch 2 des Betonkörpers 11 überspannenden Brücke 33 befestigt ist. In diese Aussenver-zahnung 31 greift ein Ritzel 35 ein, das mit einer gestuften Welle 36 fest verbunden ist. Die Welle 36 ist im äusseren Ring 11 gelagert und trägt an ihrem unteren, frei auskragenden Teil 37 einen kombinierten Rührer 38, der einen rahmenförmigen Teil 39 und zehn Schraubenblätter 40 aufweist. Der rahmen-förmige Teil 39 besteht aus zwei U-förmig gebogenen Flacheisen 41, deren Schenkel am auskragenden Teil 37 ange-schweisst sind, und aus acht die Flacheisen 41 mit dem auskragenden Teil 37 verbindenden Speichen 42. Die Schraubenblätter 40 sind, mit ihren Achsen senkrecht zur Ebene des rahmenförmigen Teils 39, in dessen fünf Feldern angeordnet und bezüglich der Drehrichtung (von oben gesehen Gegenzeigersinn) der Welle 36 so, dass sie das zu bestrahlende Gut in absteigender Richtung fördern.

Im zentralen Teil 15 ist ein dem Rührer 38 ähnlicher Rührer 45, der eine gestufte Welle 46 und ein Ritzel 47 aufweist, gelagert. Das Ritzel 47 greift in die Aussenverzahnung eines Zahnrades 48 ein, das zentral und unverdrehbar an der Brücke 33 befestigt ist.

Am Zwischenring 13 hängt ein Quellenträger 50, der in Richtung seiner Mantellinien Kammern 54 zur Aufnahme von je vier Bestrahlungsquellen 55 aufweist. Jeder der Kammern 54 ist im Zwischenring 13 eine Durchgangsbohrung 56 zugeordnet, von denen jede mit einem Abschirmdorn 57 abgeschirmt ist. Die Abschirmdorne 57 sind abgesetzt, so dass der Austritt von Strahlung durch das Spiel zwischen Dorn und Bohrungswand verhindert wird.

Im oberen Teil des Quellenträgers 50 sind in Zwischenräumen zwischen den Kammern 54 Durchbrüche 60 vorgesehen. Im zentralen Bereich des konischen Bodens 3 des Loches 2 des Betonkörpers 1 mündet ein Zufuhrkanal 62 für zu bestrahlendes Gut, der einen Schraubenförderer 63 aufweist. Unmittelbar ausserhalb des Quellenträgers 50 mündet ein Abführkanal 65, in dem eine Abführschnecke 66 angebracht ist. Auf dem mit Blech ausgekleideten Boden des Loches 2 liegt, durch nicht näher dargestellte Stege abgestützt, ein Rost 70 aus Lochblech. Im Zentrum des Loches 2 ist an den Zwischenraum zwischen der Blechauskleidung 4' des Bodens 3 und dem Rost 70 ein Abführrohr 72 angeschlossen, durch das in den Zwischenraum eingedrungenes, zu bestrahlendes Material abgelassen werden kann.

Am oberen Rand 30 des Zwischenringes 13 ist ein Feststellschieber 74 angebracht, der aus einem Schieberträger 75 und einem T-förmigen Schieber 76 besteht. Der Schieberträger 75 weist eine senkrechte Bohrung für den Schieber 76 auf, sowie zwei radial zur genannten Bohrung verlaufende, senkrecht zueinander angeordnete Nuten 77 und 78, in denen der Querarm 79 des Schiebers 76 alternativ eingerastet werden kann. Der Schieber ist so ausgebildet, dass er dabei entweder in eine Bohrung 80 der Brücke 33 oder in eine Bohrung 81 des Ringes 11 eingestossen werden kann; dabei wird im ersten Fall der mittlere Ring 13 mit der Brücke 33, im letzten Fall mit dem äusseren Ring 11 gekuppelt.

In der Brücke 33 ist eine Bohrung 83 vorgesehen, die auf dem oberen Teilkreis der Durchgangsbohrungen 56 im Zwischenring 13 mündet. Über dieser Bohrung 83 kann ein Strah-lungs-Quellentransportbehälter 84 mit seiner Austrittsöffnung für die Strahlungsquellen aufgestellt werden.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Zum Beladen der Bestrahlungsvorrichtung wird ein mit frischen Quellen bestückter Quellentransportbehälter 84 auf die Brücke 33 gebracht. Der Schieber 76 des Feststellschiebers 74 wird in die Bohrung 81 des Ringes 11 eingefahren, indem der Arm 79 des Schiebers in die tiefere Nute 77 eingerastet wird. Durch Einschalten des Motors 21 werden sodann der äussere Ring 11 und damit der Zwischenring 13 so verdreht, dass eine der Durchgangsbohrungen 56 des Zwischenringes mit der Bohrung 83 der Brücke 33 fluchtet. Sodann wird der Abschirmdorn 57 aus der genannten Durchgangsbohrung 56 in den Transportbehälter 84 hochgezogen, eine bisher nicht erwähnte Trommel des Transportbehälters gedreht und die passende Anzahl Quellen 55 und/oder Quellen-Dummies in die anstehende Kammer 54 des Quellenträgers 50 eingeführt; hernach wird der Abschirmdorn 57 wieder in die Durchgangsbohrung 56 eingeführt. Nun werden wiederum mit Hilfe des Motors 22 der äussere Ring 11 und der Zwischenring 13 unter die Bohrung 83 gedreht, bis die nächste Kammer 54 mit Quellen versorgt werden kann, usw. Ist der Quellenträger 50 voll mit Quellen bestückt, so werden äusserer Ring 11 und Zwischenring 13 mittels des Motors 21 so gedreht, dass der Schieber 76 in die Bohrung 80 der Brücke 33 geschoben werden kann, wozu der Arm 79 in die Nute 78 eingerastet wird. Sodann wird über den Zufuhrkanal 62 zu bestrahlendes Gut, beispielsweise Hafer, in den zylindrischen Raum 64 innerhalb des Quellenträgers 50 gefördert. Der zentrale Teil 15 des Deckels wird alsdann durch Einschalten des Motors 26 in — von oben gesehen - Gegenzeigerrichtung gedreht. Dadurch rotiert die Welle 46 mit dem Rührer 45 ebenfalls in Gegenzeigerrichtung, wodurch der Hafer innerhalb des Quellenträgers gelockert, gerührt und gleichzeitig nach oben gefördert wird. Durch das Rühren und die gleichzeitige Materialzufuhr von unten bewegen sich die einzelnen Haferkörner auf einer zufälligen Bahn nach oben, wobei sie mit grosser Wahrscheinlichkeit eine nicht stark voneinander verschiedene Strahlungsdosis der Strahlungsquellen 55 aufnehmen. Auf der Höhe der Durchbrüche 60 tritt der Hafer in den äusseren Ringraum 67 der Bestrahlungskammer 5 über, in der er eine Bewegung mit nach unten gerichteter Komponente erfährt. Da der äussere Ring 11 durch den Motor 21 in Gegenzeigerrichtung gedreht wird, dreht sich die Welle 36 mit dem Rührer 38 ebenfalls in Gegenzeigerrichtung unter gleichzeitiger Translation im Ringraum 67 um den Quellenträger 50. Die einzelnen Haferkörner bewegen sich somit im Ringraum 67 in zufälliger Bahn um den Quellenträger 50 herum, wobei sie wiederum eine annähernd gleiche Strahlungsdosis der Quellen 55 aufnehmen. Schliesslich wird der Hafer durch die Abführschnecke 66, die von einem im oberen Teil der Bestrahlungskammer angeordneten, nicht dargestellten Niveaufühler gesteuert sein kann, abgeführt.

Je nach zu bestrahlendem Gut ist es zweckmässig, dessen Beweglichkeit dadurch zu fördern, dass über eine Anschlussleitung 73 Luft oder ein anderes Trägergas unter den Rost 70 geblasen wird. Diese Luft dringt durch die Löcher des Rostes

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70 in die Bestrahlungskammer 4 ein und steigt durch das zu bestrahlende Gut auf zu dessen Oberfläche, von der aus es über einen Kanal 71 abgeführt wird. Durch die aufsteigende Luft wird das zu bestrahlende Material «fluidisiert», d.h. die einzelnen Teilchen werden durch den Gasstrom angehoben, 5 wodurch die innere Reibung des Gutes wesentlich herabgesetzt wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 besteht der Abschirmdeckel der Bestrahlungsvorrichtung lediglich aus zwei Teilen: einem äusseren Ring 86 und einem zentralen Teil 87. Der 10 Quellenträger 50 ist hier am äusseren Ring 86 aufgehängt und reicht nicht bis zum Boden der Bestrahlungskammer 88. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist nur eine einzige Durchgangsbohrung 89 im zentralen Teil 87 vorgesehen, die mit einem Abschirmstab 90 verschlossen ist. Im zentralen Teil 87 ist ein mehrfach ge- 15 krümmter Zufuhrkanal 91 für das zu bestrahlende Gut vorgesehen, der über ein in der Brücke 33 zentral angeordnetes Rohr 92 beschickt werden kann. Das bestrahlte Gut fliesst sodann über zwei Kanäle 93, 94, die im oberen Teil der Bestrahlungskammer münden, aus dieser ab.

Wie für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben,

wird der zentrale Teil 87 durch den Motor 26 - von oben gesehen — im Gegenzeigersinn angetrieben, was hier jedoch zur Folge hat, dass der Rührer 45 im Uhrzeigersinn rotiert, weil sein Ritzel 95 nicht in eine Aussen- sondern in eine feststehende Innenverzahnung 96 eingreift. Da die Stellung der

Schraubenblätter 40 gleich gerichtet ist wie in Fig. 1, wird im Betrieb das zu bestrahlende Gut durch die Rührer 45 im Quellenträger 50 der Bestrahlungskammer nach unten gefördert. Der äussere Ring 86 wird vom Motor 21 in Uhrzeigerrichtung angetrieben, wodurch der Rührer 38 über sein Ritzel 97 und eine feststehende Innenverzahnung 98, wie in der Zeichnung eingetragen, in Gegenzeigerrichtung rotiert. Bei der gezeichneten Stellung der Schraubenblätter 40 fördert er das Gut nach oben.

Zum Wechseln der Strahlungsquellen 55 wird der Mittelteil 87 durch Einschalten des Motors 26 so gedreht, dass die Bohrung 89 unter die Bohrung 83 in der Brücke 33 zu stehen kommt. Über dieser Bohrung wird sodann der Quellenbehälter aufgestellt. Nun wird der Abschirmstab 90 ausgezogen und die zu beschickenden oder zu entleerenden Kammern des Quellenträgers nacheinander durch Einschalten des Motors 21 über das Ritzel 22 und die Innen Verzahnung 20 unter die Bohrung 89 gefahren, worauf der Quellenwechsel stattfinden kann.

Die beschriebene Anlage eignet sich nicht nur zur Bestrahlung von körnigem Gut, sondern ebenfalls für die Behandlung von Klärschlamm und anderen flüssigen oder pastösen Stoffen, sofern dafür gesorgt ist, dass diese Stoffe keine Textilien usw. in gröberer Form enthalten, die sich an den Rührern ansetzen könnten. Die Rührer 38 und 45 können selbstverständlich mehrfach vorhanden sein, statt nur einmal, wie gezeigt und beschrieben.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zum Bestrahlen fliessbaren Gutes, insbesondere körniger Futtermittel, durch radioaktive Strahlen, mit einer kreiszylindrischen Bestrahlungskammer und einem darin koaxial angeordneten kreiszylindrischen, strahlungsdurchlässigen Strahlungsquellenträger, einer Fördervorrichtung zum Umwälzen des Gutes, so dass dieses die beiden Wände des Quellenträgers nacheinander bespült, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringraum (67) zwischen Quellenträger (50) und Bestrahlungskammerwand (4') sowie im Quellenträger je mindestens ein Rührer (38, 45) für das Gut angeordnet ist, deren Achsen parallel zur Achse der Bestrahlungskammer (4, 88) verlaufen, und dass die Rührer um diese Achsen rotieren bei gleichzeitiger Ausführung einer Drehbewegung um die Achse der Bestrahlungskammer.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass kontinuierlich betriebene Mittel (62, 63; 65, 66) zum Zu-und Abführen des Gutes vorgesehen sind, von denen das eine (65, 66) ausserhalb, das andere (62, 63) innerhalb des Quellenträgers (50) in die Bestrahlungskammer (4) mündet.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Quellenträger (50) mit Abstand vom Boden der Bestrahlungskammer (88) endet und dass die Mittel zum Zu- und Abführen (91, 93, 94) des Gutes im oberen Bereich der Bestrahlungskammer münden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungskammer (4, 88) einen Abschirmdeckel (10) aufweist, der aus mindestens einem drehbar angeordneten Ringkörper (11, 86) und einem drehbaren zentralen Teil (15, 87) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Quellenträger (50) von einem der Ringteile (13, 86) des Abschirmdeckels (10) getragen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mindestens einer der Rührer (38,45) über ein mit dem Antrieb (21, 26) eines der Teile (11, 13,15; 86, 87) des Abschirmdeckels integriertes Planetengetriebe (22, 20, 35, 31, 27, 25, 47, 48; 22, 20, 98, 97, 96, 95) erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührer (38, 45) aus im Abschirmdeckel (10, 85) einseitig gelagerten Wellen (36, 46) mit in Achsrichtung der Welle fördernden Propellerblättern (40) bestehen, die dem Gut einen Axialvorschub erteilen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührer (38, 45) rahmenartig ausgebildet sind, wobei die Längsseiten (41) der Rahmen zur Kammerachse parallel verlaufen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerblätter (40) der Rührer (38, 45) so gerichtet sind, dass der Vorschub im Ringraum (67) zum Vorschub im Innern (64) des Quellenträgers (50) entgegengesetzt gerichtet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungskammer (4) mindestens einen Zu- und mindestens einen Abführkanal (73 bzw. 71) für ein Trägergas für das Gut aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (73) unter eine am Boden der Bestrahlungskammer (4) angeordnete Lochplatte (70) mündet.