DE2064244A1

DE2064244A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontaminationsfreien Ein- oder Ausbau von Objekten durch eine Öffnung in einer Wand

Info

Publication number: DE2064244A1
Application number: DE19702064244
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 7501 Leopoldshafen; Wohnlich Helmut 7504 Weingarten Böhme
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1970-12-29
Filing date: 1970-12-29
Publication date: 1972-07-13
Also published as: FR2120085A3; BE777478A; GB1337069A; NL7117460A; DE2064244B2; FR2120085B3; DE2064244C3; NL175240B; NL175240C

Description

GESELLSCHAFT FÜR 75 Karlsruhe, den 9. November I97O

KERNFORSCHUNG MBH PLA 70/53 Ga/sz

Verfahren und Vorrichtung zum !contaminationsfreien Ein- oder Ausbau von Objekten durch eine Öffnung in einer Wand"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontaminationsfreien Ein- oder Ausbau von Objekten durch eine Öffnung in einer Wand von z.B. Heißen Zellen mittels einer Vorrichtung, die aus der Kombination von Doppeldeckelsystemen und einem beidseitig verschließbarem Balg. besteht.

Es sind Einrichtungen bekannt (DAS 1 218 2J55), mit denen Gegenstände aus einem ersten abgeschlossenen Raum in einen zweiten ebenfalls abgeschlossenen Raum ein- und auszuschleusen sind, ohne daß dabei die zur Umgebung weisenden Außenflächen bzw. Abschlußdeckel der einzelnen Räume kontaminiert werden. Diese Einrichtungen bedie-r nen sich einer Doppeldeckelvorrichtung als gasdichten Verschluß für zwei miteinander korrespondierende Öffnungen zweier Behälter, insbesondere solchen für die Aufnahme von radioaktiven Stoffen,

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bestehend aus zwei mit je einer Dichtung versehenen Verschlußdeckeln und einem Verriegolungsrneehani.smui::, bsi dem radial bewegbare Verriegelungselemente durch ein eine axial eingeleitete Kraft übertragendes Bauteil bewegt werden. Die beiden Deckel bestehen jeweils in an sich bekannter Weise aus zwei axial gegeneinander bewegbaren Teilen mit einer an ihrem Umfang zu einer konischen Nut zur Aufnahme der Dichtungsringe ausgearbeiteten Trennfuge, wobei die Deckelpaare Federn und Schraubstifte aufweisen, die die Außen- und Innenteile der beiden Deckel gegeneinander drücken und die Schraubstifte in diesem Zustand über den Außenflächen der Deckel derart hervorstehen, daß sie die Außenflächen der jeweils gegenüberliegenden Deckel gerade berühren, wenn der Behälter an der Dichtung anstößt. Das axial bewegbare Bauteil ist ein Kolben, an dem durch eine Feder in Greifstellung gehaltene Greifbacken angelenkt sind, die in eine entsprechende Öffnung im Außenteil des unteren Deckels eingreifen, wobei die Greifhaken an ihrem Schaft Nocken aufweisen, die in Aussparungen in den den Kolben führenden Zylinder eingreifen.

Bei diesen Einrichtungen ist aber der Ausgangs- und Endzustand, insbesondere der der Abschlußelemente der einzelnen Räume, gleich, d.h. vor und nach einem Ein- oder Ausschleusvorgang verschließen die gleichen Abschlußelemente die Schleusenöffnungen der am ,Schleusenvorgang beteiligten Räume. Mit einem derartigen einzigen Doppeldeckelsystem ist es dahingegen nicht möglich, einen Gegenstand aus einem Raum in einen anderen Raum zu bringen, wobei der Abschlußdeckel des einen Raumes fest mit dem Gegenstand verbunden bleibt, und danach die beiden Räume voneinander zu trennen, ohne daß dabei der eine Raum nicht durch eine meist strahlende Öffnung (radioaktiv strahlende Öffnung bei Heißen Zellen) freigelegt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, ein Verfahren zu bieten, das sich an sich bekannter Doppe]deckelsysterne bedient und .'as Wechselvorgänge von an Abschlußdeckeln eines kontaminierter; Raumes befestigten Gegenständen gefahrlos geblattet.

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Ein erfindungsgemäßer. Verfahren sieht d<\her als Lösung vor, daß der eine Abschlußflansch des Balges mi1 einem Abschlußf lamch der öffnung zu einer Verbindungsstelle gekoppelt wird, daß der- am Abschlußflanseh des Balges befindliche Abschlußdeckel mit einem den Anschlußflansch der öffnung gasdicht abschließenden Deckel, an dem die Objekte befestigt sind, zu einem ersten Doppeldeckelsystem zusammengeschlossen wird, daß dieses erste Doppeldeckelsystem catnt den Objekten in den Innenraum des Balges bewegt wird, daß ein im Innenraum des Balges gelagertes zweites Doppeldeckelsystem zur Verbindungsstelle geführt und das eine Teilelement an den Abschlußflansch der öffnung und das andere Teilelement am Abschlußfiansch des Balges angeschlossen wird, und daß danach die beiden Teilelemente des zwoj ten Doppeldeckelsystems voneinander unter Trennung der Verbindungsstelle gelöst werden. Dabei kann das zweite Doppeldeckelsystem von Hand durch die elastische Oberfläche des Balges zur Verbindungsstelle bewegt werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, daß das zweite Doppeldeckelsystem maschinell mittels Greifwerkzeugen, die innerhalb des Balges angeordnet und von außerhalb des Balges betätigbar sind, zur Verbindungsstelle bewegt wird. Weiterhin ist es möglich, den Balg bei der Einführung des zu schleusenden Objektes in seiner axialen Längsausdehnung zu verändern.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen an der öffnung angeschlossenen Abschlußflansch, in dessen Innern ein den Deckel des Objektes fest und dicht halterndes Rohrstück mittels Verbindungsstücken am Abschlußflansch eingefügt ist, durch einen Abschlußdeckel des Balges, der in einem Abschluß!'lansch des Balges dicht und fest mittels weiterer Verbindungsstücke gehalten ist, durch eine Schraubverbindung für die dichte Zuεammeηfügung von Deckel und Abschlußdeckel, durch eine Ausnehmung im Balg, in dor das ;;,v;eite DoppeldcckelcysteT. angeordnet int, dessen eines Teilelement in den Abcchlußflansch der öffnung fest und dicht und decr.cn anderes Teilelement in den Abcchlußflansch fest und dicht oirifügbnr ist. Das zweite Doppeldeckelsystem ist durch einn weitere Schraubverbindung in das erste und

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zweite Teilelernent koppel- bzw, trennbar.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles mittels 'der Figuren 1 - ) im folgenden näher erläutert:

Figur 1 zeigt den Ankoppelvorgang von Balg und Öffnung einer Wand in einer Heißen Zelle.

Figur 2 stellt eine Zwischenstellung und die Endstellung des Schleusvorganges dar.

Figur 3 stellt ebenfalls zwei Stellungen des Schleusvorganges dar.

In Figur 1 ist die Abschirmwand 1 einer Heißen Zelle 2 dargestellt, durch welche eine öffnung J in den Außenraum 4 geführt ist. In der öffnung 3> ist ein Manipulator 5 angeordnet, welcher aus der Heißen Zelle entfernt werden soll. Der Deckel 6 des Manipulators 5 ist über eine Dichtung 8 an einem Rohrstück 7 befestigt, welches in dem Flansch 9 mittels mit den Dichtungen 11 abgedichteter und schräg durch die Wandung des Flansches 9 geführter Schrauben 10 bzw. Verbindungsstücken befestigt ist. Das Rohrstück 7 ist mittels der Dichtung 12 gegenüber dem Außenraum 4 abgedichtet, wobei die eine Stirnfläche des Rohrstückes zu einem Wulst 12 ausgebildet ist, der mit seiner schneidenförmigen Umrandung auf dieser Dichtung 12 aufliegt.

Vor dem Deckel 6 des Manipulators 5 und dem Flansch 9 liegt ein Balg 14, der aus durchsichtigem Material bestehen kann und dessen Außenumfang mittels einer Spiralfeder 15 oder Einzelringen 15 auf einem bestimmten Maß gehalten ist. Die Länge des Balges 14 ist variierbar. An einem Teil des Außenumfanges des Balges 14- ist eine Ausnehmung 16, z.B. eine sackförmige Ausnehmung, angebracht, in welcher sich ein zweites Doppeldeckelsystem 17 mit den Teilelementen l8 und 19 sowie eine dje beiden Teilelemente l8 und I9 verbindende Sehraubverbindung 20 angeordnet ist.

Der Balg 14 ist an seinem einen dem Deckel 6 des Manipulators 5 zugewandten Ende mit einem Abschlußdeckel ?.\ versehen, der in einem

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Plansch 22 am Balgende mit den ebenfalls schräg durch don Plansch 22 geführten und abgedichteten Schrauben 2J> bzw. Verbindungsstücken arretiert ist. Am Abschlußdeckel 21 können Schraubverbindungen dicht angebracht sein, welche von seinem Inneren zu bedienen und im Gegengewinde 26 im Deckel β des Manipulators 5 einschraubbar sind.

Wie in Figur 1 dargestellt wird der Balg 14 und insbesondere der Abschlußdeckel 21 des Flansches 22 des Balges 14 an den Plansch an der öffnung 3 der Absehirmv/and 1 herangeführt. Die äußere Stirnfläche des Flansches 22 des Balges 14 weist einen nach innen gerichteten Wulst 25 auf, dessen schneidenförmige Umrandung ebenfalls zwischen den entlang den Stirnflächen des Flansches 9 und des Abschlußdeckels 21 umlaufenden Dichtungen 12 und J52 bei der Kopplung des Balges 14 mit dem Flansch 9 zur Auflage kommt. Die schneidenförmigen Umrandungen des Wulstes 1J> am Deckel 6 des Manipulators "5 und des Wulstes 25 liegen in dieser Stellung sich nahezu berührend gegenüber.

Bei dem Kopplungsvorgang des Deckels 6 mit dem Abschlußdeckel 21 wird die Schraubverbindung 24 im Gewinde 26 im Deckel 6 eingeschraubt. Dann werden die Schrauben 10 bzw. Verbindungsstücke im Flansch 9 und die Schrauben 2j5 bzw. Verbindungsstücke im Plansch 22 gelöst. Danach wird die Längsausdehnung des Balges 14 vergrößert (von Hand oder maschinell) und das nunmehr von dem Abschlußdeckel 21 und dem Deckel 6 gebildete erste Doppeldeckelsystem über eine Haltevorrichtung 27 im Inneren des Balges 14 mitsamt dem Manipulator 5 vollkommen in den Innenraum des Balges 14 eingeführt. Der Kopplungsvorgang des Abschlußdeckels 21 sowie des Deckels 6 ist im unteren Teil der Figur 2 dargestellt.

In Fig. 35 1st eine Stellung dargestellt, in welcher der Manipulator 5 mit dem ersten Doppeldeckelsystem (Deckel 6 und Abschlußdeckel 21) vollständig im Innenraum des Balges 14 untergebracht ist. Nach diesem Vorgang sind der Innenraum des Balges 14 und die öffnung 3 in der Abschirmwand 1 frei miteinander verbunden.

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Anschließend kann von Hand das zweite Doppeldeckelsystem I7 in der Ausnehmung ]6 vom Außenraum" 4 an die korrespondierenden öffnungen (Verbindungsstelle des Balges 3Λ und der Öffnung j5) herangeführt werden. Das zweite Doppeldeckelsystem I7 wird dabei derart in die Verbindungsstelle eingefügt, daß das eine Teilelement 18 in den Plansch 9 und das zweite Teilelement I9 wiederum in den. Plansch 22 paßt. Dabei kommt ein Wulst 28, der an einer Stirnfläche des Teil- · elementes l8 angeordnet ist, auf der Dichtung 12 in der Stirnfläche des Flansches 9 dicht zur Auflage. Das Teilelement I9 ist gegenüber dem Teilelement 18 und insbesondere der Raum zwischen den Deckeln 3>O ^und 31 der beiden Teilelemente über eine Dichtung 29 in der einen Stirnfläche des Teilelementes 19, die ebenfalls auf ~ dem Wulst 28 des Teilelementes 18 aufliegt, abgedichtet. Weiterhin kommt die Dichtung 29 (beim Kopplungsvorgang) mit einem Teil auf dem Wulst.25 an der Stirnfläche des Flansches 22 des Balges 14 dicht zur Auflage, so daß der Innenraum des"Balges 14 und der Innenraum der öffnung 3 wieder voneinander dicht getrennt sind. Daraufhin werden das Teilelement 18 und das Teilelement 19-mit den Schrauben 10 im Flansch 9 an der öffnung J5 und den Schrauben 2j5 am B'lansch 22 des Balges 14 arretiert. Daran anschließend wird mit der Schraubverbindung 20 (von Hand oder mittels Einrichtungen innerhalb des Balges 14) die Verbindung der beiden Teilelemente l8 und 'I9 des zweiten Doppeldeckelsystems I7 getrennt und die Verbindung der beiden Flansche 22 und 9 des Balges 14 bzw. der öffnung 3 voneinander getrennt.

In Figur 2 ist im oberen Teil der Zeichnung der getrennte Zustand des Balges 14 und der öffnung 3 in der Abschirmwand 1 dargestellt. Im Innenraum des Balges 14 ist der Manipulator mit dem ersten Doppeldeckelsystem (Rohrstück 'f, Deckel 6, AbschlußJeokel 21, Dichtung 32) geschützt eingeführt, Der Zwischenraum zwischen den Deckeln 6 und 21 bleibt ebenfalls geschützt und kann nicht kontaminiert werden. Das Teilelement I9 mit dem Abschlußdeckel 31 und das Teilelement „18 mit seinem Deckel ;50 schließen in diesem getrennten Zustand von Balg 14 und Flansch 9 die öffnung 3> in der Absuhirmwand 1 bzw. im Balg 14 gegenüber der Umgebung vollkommen

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dicht ab. Die Deckel 30 bzw. 31 der Teile]emente l8 und 19 des zweiten Doppeldeekelsystems 17 sind nach außen hin nicht kontaminiert. Der Einschleusvorgang des Manipulators 5 aus dem Innenraum des Balges 14 in die öffnung 3 in der Abschirmwand 1 kann z.B. nach einer Reparatur am Manipulator 5 in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden. Nach beendetem Einschleusvorgang sind dann der Deckel 6 des Manipulators 5 und der Abschlußdeckel 21 des Balges, sowie die Deckel 30 und 31 der beiden Teilelemente l8 und 19 auch weiterhin nicht kontaminiert, so daß der Balg 14 wiederum vom Plansch 9 an der Öffnung 3 getrennt v/erden kann. Der Balg 14 ist dann mit dem Abschlußdeckel 21 verschlossen, während das zweite Doppeldeckelsystem I7 in seiner Ausnehmung l6 im Balg 14 lagert.

Es ist durchaus möglich, den Balg 14 nicht aus einem Plastikmaterial herzustellen, sondern anstelle des Balges 14 ein teleskojjartig ver.längerbares Rohr zu verwenden. Weiterhin ist es denkbar, innerhalb des Balges 14 bzw. des Rohres von außerhalb betätigbare Greifvorrichtungen anzuordnen, mit denen das zweite Doppeldeckelsystem 17 bzw. der Manipulator 5 bewegt werden können. Zur Aufbewahrung des zweiten Doppeldeckelsystems I7 muß allerdings bei Verwendung eines Rohres eine entsprechende Ausnehmung mit Gefäß am Rohr selbst angeordnet sein. Besteht bei Verwendung eines Rohres der Anlaß, das Rohr aus Metall herzustellen (z.B.'aufgrund aus der öffnung der Heißen Zelle austretender Gamma-Strahlung) so können in der Rohrwandung geschützte öffnungen mit z.B. Bleiglasfenstern oder dergleichen angeordnet v/erden, durch Vielehe die den Manipulator aus der öffnung 3 ziehende bzw. das zweite Doppeldeckelsystem I7 handhabende Werkzeuge und deren Bewegungen zu beobachten bzw. zu lenken sind.

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Claims

GESJi)LLSCHAPr KÜR Karlsruhe, don 9. Veweirtber /Ι3Ί0 KERNFORSCHUNG MBH * PLA 70/53 Ga/sz Patentanspruchο ι

1.!Verfahren zum kontaminationsfreien Ein- oder Ausbau von Objekten —durch eine 'Öffnung In einer Wand von z.B. Heißen Zellen mittels einer Vorrichtung, die aus der Kombination von Doppeldeckelsystemen und einem beidseitig verschließbarem Balg oder, dergl. besteht.» dadurch gekennzeichnet, daß der eine Abschlußflansch (22) des Balges (.TA) mit einem Abschlußflansch (9) der öffnung ■ (3) zu einer gasdichten Verbindungsstelle (9, 22) gekoppelt wird, daß ein gasdicht im Abschlußflansch (22) des Balges (lh) • sitzender Abschlußdeckel (21) mit einem den Abschlußflansch (9) der öffnung (3) gasdicht abschließenden Deckel (6) an dem die Objekte (5) befestigt sind,, zu einem ersten Doppeldeckelsystem" (6, 21) zusammengeschlossen wird, daß dieses erste Doppeldeckelsystem (6, 21) mitsamt den Objekten (5) in den Innenraum des Balges (lh) bewegt wird, daß ein im Innenraurn des Balges (lh) gelagertes zweites Doppeldeckelsystem (17) zur Verbindungsstelle (9, 22) geführt und das eine Teilelement (18) an den Abschlußflansch (9) der öffnung (3) und das andere Teilelement (19) am Absehlußfla.nsch (22) des Balges (lh) dicht angeschlossen wird, und daß danach die beiden Teilelemente (13) und (19) des - zweiten Doppeldeckelsystems (17) voneinander unter gleichzeitiger Trennung der Verbindungsstelle (9, 22) gelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Doppeldeckelsystem (I7) von Hand durch die elastische Oberfläche des Balges (lh) zur Verbindungsstelle (9, 22) bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Doppeldeckelsystem (17) maschinell mittcLs Greifwerkzeugen, die innerhalb des Balges (lh) angeordnet und von außerhalb des Balges (lh) betätigbar sind, zur Verbindungsstelle (9, 22) bewegt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (I¹I) bei dei¹ Einführung des zu schleusenden Objektes (5) in seiner axialen Längsauudehnung verändert wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch ein an der öffnung (j5) angeschlossenen Abschlußflansch (9), in dessen Inneren ein den Deckel (6) des Objektes (5) fest und dicht halterndes Rohrstück (7) mittels Verbindungsstücken (10) am Absehlußflansch (9) eingefügt ist, durch einen AbschluIBdeckel (21) des Balges (14), der in einem Abschlußflansch (22) des Balges dicht und fest mittels weiterer Verbindungsstücke (2j5) gehalten 1st, durch eine Schraubverbindung (24) für die dichte Zusamnienfügung von Deckel (6) und Abschlußdeckel (21), durch eine Ausnehmung (l5) im Balg (14), in der das zweite Doppeldeckelsystem (17) angeordnet ist, dessen eines Teilelement (18) in den Abschlußflansch (9) der Öffnung (3>) fest und dicht und dessen anderes Teilelement (19) in den Abschlußflansch (22) des Balges (14) fest und dicht einfügbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Balges (14) eine den Innendurchmesser des Balges (14) bestimmende verlänger- oder verkürzbare Feder (15) oder einzelne Teilringe angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (l4) ein teleskopartig verlängerbares Rohr ist.

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