DE1552909C

DE1552909C - Process for the production of a hermetically sealed metallic container for holding radioactive substances and a device for carrying out this process

Info

Publication number: DE1552909C
Application number: DE19661552909
Authority: DE
Inventors: Diethelm 5170 Juhch Goebel
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1966-11-15
Filing date: 1966-11-15
Publication date: 1973-06-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines luftdicht verschlossenen metallischen Behälters zur Aufnahme von radioaktiven Stoffen, wobei ein einen umgebördelten Rand aufweisender Verschlußdeckel in das in der an dem oberen Rand des zu verschließenden Behälters angeordneten Rinne eingefüllte Lot eingedrückt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. The invention relates to a method for producing a hermetically sealed metal Container for holding radioactive substances, one having a flanged edge Closing lid in the arranged on the upper edge of the container to be closed Groove filled solder is pressed in, as well as a device for performing this method.

Zum Einkapseln von offenen Strahlern, die bei der Durchführung von Untersuchungen als Strahlungsquellen benutzt werden sowie zur Lagerung von Brennstoffproben oder Brennelementen müssen die zur Aufnahme bestimmten Behälter vakuumdicht verschließbar sein. Dabei kommt es darauf an, daß nach Einfüllen der radioaktiven Stoffe in den Behälter die zum vakuumdichten Verschließen des Behälters erforderlichen Maßnahmen mittels Fernbedienungsgeräten auf einfache Weise durchführbar sind.For the encapsulation of open emitters, which are used as radiation sources when carrying out examinations be used as well as for the storage of fuel samples or fuel elements to be able to accommodate certain containers in a vacuum-tight manner. It is important that after filling the radioactive substances into the container, the vacuum-tight sealing of the container necessary measures can be carried out in a simple manner by means of remote control devices.

Es ist bereits ein Verfahren zum Einlöten von Boden oder Deckeln im Gehäuse bekannt, nach dem die Kanten der Gehäusewand und des Deckels nach innen so eingebogen werden, daß jeweils eine Hohlkehle gebildet wird und daß eine Lötnaht in der von beiden eingebogenen Kanten gebildeten Hohlkehle gezogen wird (deutsche Patentschrift 707 801). Diese für elektrische Kondensatoren bestimmten Gehäuse werden jedoch nur flüssigkeitsdicht verschlossen. Ein vakuumdichter Verschluß -— wie er zur Aufnahme von radioaktiven Stoffen notwendig ist —, der über lange Zeit haltbar sein soll, wird durch dieses bekannte Verfahren jedoch nicht erzielt. Zum bekannten Stand der Technik gehört ferner ein Verfahren zur Herstellung einer luftdicht verschlossenen Metallbüchse, nach dem die beiden durch Löten zu verbindenden Randteile und das Lötmittel durch induktive Hochfrequenzerhitzung beheizt werden (deutsche Patentschrift 857 610). Bekannt ist es außerdem, an Behältern für Flüssigkeiten aus plattierten Blechen eine überlappte Lötnaht so vorzusehen, daß auf den inneren Rand eine U-förmige Sicke aufgeschoben und diese mit beiden Rändern verlötet wird (deutsche Patentschrift 666291). Nachteilig bei diesen bekannten Maßnahmen ist es jedoch, daß keine vollständige Sicherheit besteht, daß tatsächlich ein vakuumdichter Verschluß erzielt wird, insbesondere, daß verhindert wird, daß das Lot infolge Raumausdehnung des im Behälter befindlichen Gases während des Lötvorganges beim Erkalten in den Behälter hineingesaugt wird.It is already a method of soldering ground or covers in the housing known, after which the edges of the housing wall and the cover inward be bent in such a way that a fillet is formed in each case and that a solder seam in the of two curved edges formed fillet is drawn (German patent specification 707 801). This However, housings intended for electrical capacitors are only sealed in a liquid-tight manner. A Vacuum-tight closure - as it is necessary for the reception of radioactive substances - the over Should be durable for a long time, is not achieved by this known method. To the known The prior art also includes a method for manufacturing an airtight metal can, after the two edge parts to be connected by soldering and the solder by inductive High-frequency heating are heated (German patent specification 857 610). It is also known to provide an overlapped soldering seam on containers for liquids made of clad sheets so that A U-shaped bead is pushed onto the inner edge and soldered to both edges (German patent 666291). Disadvantageous with these known measures, however, is that there is no complete certainty that actually one Vacuum-tight seal is achieved, in particular that it is prevented that the solder as a result of space expansion of the gas in the container during the soldering process when it cools into the container is sucked into it.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines luftdicht verschlossenen metallischen Behälters zur Aufnahme von radioaktiven Stoffen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, durch die mit Sicherheit gewährleistet wird, daß ein vakuumdichter Verschluß erzielt wird, und durch die verhindert wird, daß beim Erkalten des Behälters das zum Verschließen verwendete Lot in den Behälter hineingesaugt wird.The object of the invention is to provide a method for producing a hermetically sealed metallic Container for receiving radioactive substances and a device for implementation to create this process, through which it is guaranteed with certainty that a vacuum-tight closure is achieved, and prevents that when the container cools to close used solder is sucked into the container.

Dabei soll es außerdem ermöglicht werden, daß die zur Erzielung des vakuumdichten Verschlusses erforderlichen Verfahrensschritte auf einfache Weise, auch unter Verwendung von Greifwerkzeugen durchführbar sind.It should also be made possible that to achieve the vacuum-tight closure required process steps in a simple manner, can also be carried out using gripping tools are.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß der Verschlußdeckel mechanisch in der Verschlußstellung gehalten wird, während der der Rinne benachbarte Bereich des Behälters so lange erwärmt wird, bis das Lot erstarrt ist.According to the invention, this object is achieved in a method of the type specified at the outset solved that the closure cap is mechanically held in the closed position during the The area of the container adjacent to the channel is heated until the solder has solidified.

Vorteilhaft ist es dabei, daß als Lot ein an sich bekanntes Metall oder eine an sich bekannte Legierung mit ausgeprägtem Schmelzpunkt verwendet wird. Dabei kann beispielsweise ein aus 35 %> Pb und 65% Sn bestehendes, unter der Bezeichnung Sickerlot bekanntes Lot verwendet werden. Dieses Lot wird beim Übergang von dem flüssigen in den festen Zustand nicht breiig. Dadurch erhöht sich die Gewißheit, daß ein vakuumdichter Abschluß erzielt wird.It is advantageous that the solder is a metal known per se or an alloy known per se with a pronounced melting point is used. For example, a 35%> Pb and 65% Sn existing solder known under the name Sickerlot can be used. This plumb bob is used at The transition from the liquid to the solid state is not mushy. This increases the certainty that a vacuum-tight seal is achieved.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht in einerA preferred apparatus for performing the method according to the invention consists in one

an dem einen Ende einer zylindrischen und in an sich bekannter Weise in einem Gerätefuß in senkrechter Richtung in Grenzen verschiebbar geführten Hülse angeordnete Heizwendel, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der zu verschließenden Behalter entspricht. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie in einfacher Weise mittels Fernbedienungsgeräten betätigbar ist.at one end of a cylindrical and in a known manner in a device foot in a vertical position Direction within limits displaceably guided sleeve arranged heating coil, the inner diameter corresponds to the outer diameter of the container to be closed. This device has the advantage that it can be operated in a simple manner by means of remote control devices.

Eine vorteilhafte Ausführungsform dieser Vorrichtung besteht darin, daß in dem Gerätefuß eine Heizplatte angeordnet ist, deren Durchmesser dem Durchmesser der Böden der zu verschließenden Behälter entspricht. Dadurch wird die Sicherheit erhöht, daß die beim Beheizen der Rinne zur Aufnahme des Deckels für den Behälter eingetretene Raumausdehnung des in dem Behälter befindlichen Gases beibehalten wird. Durch diese Maßnahme wird daher auch unter ungünstigen Umständen mit Sicherheit gewährleistet, daß während des Erstarrens das Lot nicht in den Behälter hineingezogen wird. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Heizplatte in an sich bekannter Weise gegen die Wirkung einer Federkraft in senkrechter Richtung in Grenzen verschiebbar geführt ist.An advantageous embodiment of this device is that a heating plate in the device base is arranged, the diameter of which corresponds to the diameter of the bottoms of the container to be closed is equivalent to. This increases the security that when heating the gutter for inclusion of the lid for the container occurred expansion of space in the container Gas is retained. This measure is therefore also under unfavorable circumstances with Security ensures that the solder will not be drawn into the container while it solidifies. It is useful that the heating plate in a known manner against the action of a Spring force is guided displaceably in the vertical direction within limits.

Zweckmäßig ist ferner zur Begrenzung der Ver-Schiebbewegung der Heizwendel in Richtung der Achse der zu verschließenden Behälter ein an sich bekannter, zugleich zur Ausübung einer Druckkraft auf den Verschlußdeckel geeigneter, in einem Abstand, der dem Abstand der oberen Grenze des zu beheizenden Bereiches der zu verschließenden Behälter von der Rinne zur Aufnahme des Lots entspricht, starr mit der verschiebbaren Hülse verbundener Mitnehmer, wie eine Mitnehmerscheibe od. dgl., vorgesehen. It is also useful to limit the displacement movement of the heating coil in the direction of the Axis of the container to be closed is a known per se, at the same time for exerting a pressure force on the cap more suitable, at a distance equal to the distance from the upper limit of the to corresponds to the heated area of the container to be closed from the channel for receiving the solder, Driver rigidly connected to the displaceable sleeve, such as a driver disk od. The like. Provided.

In der Zeichnung sind je ein Ausführungsbeispiel eines vakuumdichten Behälters gemäß der Erfindung sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es zeigtIn the drawing are each an embodiment of a vacuum-tight container according to the invention and a device for performing the method according to the invention. It shows

F i g. 1 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten vakuumdichten Behälter;F i g. 1 shows a vacuum-tight container produced by the method according to the invention;

F i g. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Behälter in der Lötstellung;F i g. 2 shows a device for carrying out the method according to the invention with a container in FIG the soldering position;

F i g. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Behälter in der Stellung zum Aufheizen der Behälterwandung.F i g. 3 shows a device for performing the method according to the invention with a container in FIG the position for heating up the container wall.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist am oberen Rand des Behälters 1 zur Aufnahme von radioaktivem Material, beispielsweise von kugelförmigen Brennelementen2, eine Rinne 3 vorgesehen. Die Rinne 3 ist mit Weichlot 4 angefüllt; in sie wird nach Erwärmen des Lotes 4 der umgebördelte Rand 5 des Deckels 6 eingesetzt. Als Werkstoff für den Behälter 1 wird wegen seiner Korrosionsfestigkeit und wegen seiner guten Lötbarkeit zweckmäßig Kupfer verwendet. Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, wird die Rinne 3 im oberen Rand des Behälters 1 zweckmäßig dadurch gebildet, daß der Rand in an sich bekannter Weise aufgeweitet wird, worauf eine Messinghülse in gleichfalls an sich bekannter Weise so in das Gefäß eingedrückt wird, daß eine Rinne zur Aufnahme des Lotes entsteht. As shown in FIG. 1 is apparent at the top of the container 1 for receiving radioactive material, For example, from spherical fuel assemblies 2, a channel 3 is provided. The gutter 3 is filled with soft solder 4; After the solder 4 has been heated, the beaded edge 5 of the cover 6 is inserted into it used. As a material for the container 1 is because of its corrosion resistance and because of its good Solderability expediently used copper. As shown in FIG. 1 shows, the channel 3 is in the upper The edge of the container 1 is expediently formed in that the edge is widened in a manner known per se is, whereupon a brass sleeve is pressed into the vessel in a manner also known per se becomes that a groove for receiving the solder is created.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wie aus F i g. 2 hervorgeht, der Behälter in der in den Gerätefuß 7 der neuen Vorrichtung geführten Führungshülse 8 eingesetzt. Die Führungshülse 8 ist in an sich bekannter Weise in dem Gerätefuß 7 in senkrechter Richtung verschiebbar. Am oberen Rand der Führungshülse 8 ist eine Heizwendel 9 angeordnet. Außerdem sind an dem Rand der Führungshülse 8 Tragstifte 10 vorgesehen, die in an sich bekannter Weise lösbar mit einer Platte 11 verbunden sind. Um den Deckel 6 mit dem Behälter 1 zu verbinden, wird der Behälter, wie aus F i g. 1 hervorgeht, so in die Führungshülse 8 eingesetzt, daß sich die Heizwendel 9 in Höhe des oberen Randes des Behälters befindet.To carry out the method according to the invention, as shown in FIG. 2 shows the container in inserted into the device base 7 of the new device guide sleeve 8. The guide sleeve 8 is in a known manner in the device base 7 displaceable in the vertical direction. A heating coil 9 is located on the upper edge of the guide sleeve 8 arranged. In addition, support pins 10 are provided on the edge of the guide sleeve 8, which in itself are releasably connected to a plate 11 in a known manner. To the lid 6 with the container 1 to connect, the container, as shown in FIG. 1 it can be seen so inserted into the guide sleeve 8 that the heating coil 9 is located at the level of the upper edge of the container.

Der Behälter 1 steht dabei zugleich auf einer im Gerätefuß 7 gegen die Wirkung der Kraft einer Feder 14 in senkrechter Richtung verschiebbaren Heizplatte 12 auf. Die Verwendung der Heizplatte 12 hat die Wirkung, daß während des Erstarrungsvorgangs des Lots eine gleichmäßige Raumausdehnung beibehalten wird. Während des Aufheizens des Lotes 4 wird der Behälter 1 in an sich bekannter Weise durch, in der Zeichnung nicht dargestellte, den Rand des Gerätefußes übergreifende Stifte od. dgl. gehalten. Zum Absenken sind im Gerätefuß in an sich bekannter Weise in der Zeichnung gleichfalls nicht dargestellte senkrechte Nuten vorgesehen, an denen die Stifte während der senkrechten Verschiebbewegung geführt sind. Sobald der Deckel 6 mit seinem umgebördelten Rand 5 in das Lot 4 in der Führungsrinne 3 eingesetzt ist, wird die Hülse 8 in dem Gerätefuß 7 abgesenkt, dabei ist die senkrechte Bewegung der Heizwendel 9, wie aus F i g. 3 hervorgeht, durch die Länge der Tragstifte 10 begrenzt. In der abgesenkten Stellung legt sich die Platte 11 mit den an ihr angeordneten Ringen 13 od. dgl. an den Verschlußdekkel 6 an. Dies hat zur Folge, daß die Feder 14 eine Druckwirkung auf die Heizplatte 12 mit der Wirkung ausübt, daß der Verschlußdeckel 6 des Behälters 1 gegen den an der Platte 11 angeordneten Ring 13 gedrückt wird. Das Lot erstarrt, da die Heizwendel 9 hinreichend unter der Heizrinne 4 abgesenkt worden ist. Da jedoch der Behälter 1 durch die abgesenkte Heizwendel 9 und durch die Heizplatte 12 weiter beheizt wird, bleibt während des Beheizens der Rinne 4 die Raumausdehnung des Behälters und des im Behälter verwendeten Gases aufrechterhalten. Dadurch wird verhindert, daß das Lot 4 infolge geringer Raumausdehnung des im Behälter befindlichen Gases beim Erkalten in den Behälter 1 hineingesaugt wird. Sobald das Lot 4 erstarrt ist, wird das Gerät abgeschaltet. Ein Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht somit darin, daß in dem Behälter 1 nach dem Erkalten als Folge der durch die beim Aufheizen hervorgerufenen Raumausdehnung ein Unterdruck herrscht. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Verwendung der neuen Vorrichtung gewährleisten trotz einfacher Mittel mittels Fernbedienungsgeräten durchführbare Maßnahmen, mit Sicherheit die Herstellung von vakuumdichten Behältern für radioaktive Stoffe und Gegenstände.The container 1 stands at the same time on a heating plate 12 which can be displaced in the vertical direction in the device base 7 against the action of the force of a spring 14. The use of the heating plate 12 has the effect that a uniform expansion of space is maintained during the solidification process of the solder. During the heating of the solder 4, the container 1 is held in a manner known per se by pins or the like, not shown in the drawing, which overlap the edge of the device base. For lowering, vertical grooves, also not shown, are provided in the device base in a manner known per se in the drawing, on which the pins are guided during the vertical displacement movement. As soon as the cover 6 with its beaded edge 5 is inserted into the solder 4 in the guide channel 3, the sleeve 8 is lowered in the device base 7, the vertical movement of the heating coil 9, as shown in FIG. 3 is limited by the length of the support pins 10. In the lowered position, the plate 11 with the rings 13 or the like arranged on it rests against the closure cover 6 . As a result, the spring 14 exerts a pressure effect on the heating plate 12 with the effect that the closure lid 6 of the container 1 is pressed against the ring 13 arranged on the plate 11. The solder solidifies because the heating coil 9 has been sufficiently lowered under the heating trough 4. However, since the container 1 is further heated by the lowered heating coil 9 and by the heating plate 12, the spatial expansion of the container and the gas used in the container is maintained during the heating of the channel 4. This prevents the solder 4 from being sucked into the container 1 when it cools due to the small expansion of the space in the container. As soon as the solder 4 has solidified, the device is switched off. One advantage of the method according to the invention is that there is a negative pressure in the container 1 after cooling as a result of the expansion of the room caused by the heating. The application of the method according to the invention and the use of the new device ensure, despite simple means, measures that can be carried out by means of remote control devices, with certainty the production of vacuum-tight containers for radioactive substances and objects.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method of manufacturing a hermetically sealed metallic container for receiving of radioactive substances, with a sealing cover having a flanged edge into the channel located on the upper edge of the container to be closed filled solder is pressed in, thereby characterized in that the closure cover is held mechanically in the closed position while the area of the container adjacent to the channel is heated until the solder has solidified.

2. A method for producing containers according to claim 1, characterized in that a metal known per se or an alloy known per se with a pronounced Melting point is used.

3. Device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized by one at one end of a cylindrical and in a known manner in one Device base (7) arranged in the vertical direction displaceably guided sleeve (8) within limits Heating coil (9), the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the one to be closed Container (1) corresponds.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that in the device base (7) a, Heating plate (12) is arranged, the diameter of which corresponds to the diameter of the bottoms of the to be closed Container (1) corresponds.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the heating plate (12) in itself known way against the action of a spring force (14) in the vertical direction within limits is slidably guided.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that for limiting the displacement movement of the heating coil (9) in the direction of the axis to be closed Container (1) a known per se, at the same time for exerting a compressive force on the closure lid (6) more suitable, at a distance equal to the distance from the upper limit of the area to be heated Corresponds to the area of the container (1) to be closed from the channel for receiving the solder (4), rigid with the sliding sleeve (8) • Connected driver (11, 13), such as a driver disk or the like. Is provided.