一種α廢物焚燒灰排灰裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種處理放射性廢物的裝置，具體為一種用于處理α廢物焚燒后焚燒灰的排出裝置。

背景技術(shù)：
放射性廢物焚燒處理后產(chǎn)生的焚燒灰必須從焚燒爐中安全的排出后方可進(jìn)行焚燒灰后續(xù)的整備及處置工作，普通放射性廢物焚燒的排灰過程一般為：在排灰手套箱內(nèi)通過排灰閥將焚燒灰排入塑料袋后裝桶；或直接將焚燒灰通過排灰閥、軟連接管直接排入灰桶中，灰桶一般為100～200L容器，需手工操作排灰閥、手套箱與灰桶聯(lián)接門蓋與軟連接管，具有操作相對(duì)不方便、強(qiáng)度大且人員受照劑量高，手套箱內(nèi)部容易被污染等缺陷。由于α廢物的特性，其焚燒灰排灰系統(tǒng)的密封性、安全性要求更高，并要求出灰系統(tǒng)設(shè)備是幾何安全的(防止核臨界)，同時(shí)α廢物焚燒爐處理量一般較小(5～7kg/h),因此需要重新設(shè)計(jì)α廢物焚燒灰排灰系統(tǒng)工藝及設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)更加安全、高效的排灰操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)α廢物焚燒灰的特性，借鑒普通放射性廢物焚燒灰排灰工藝，提供一種α廢物焚燒灰排灰裝置，從而減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減小人員受照水平，提高排灰操作的安全性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種α廢物焚燒灰排灰裝置，包括灰桶、排灰工 作箱以及控制系統(tǒng)，其中，所述的排灰工作箱包括進(jìn)桶副箱、排灰主箱、出桶副箱，所述的進(jìn)桶副箱為上下雙層密封室結(jié)構(gòu)，與排灰主箱通過密封閘門Ⅰ密封隔離，進(jìn)桶副箱設(shè)有提桶機(jī)構(gòu)和推桶氣缸；所述的排灰主箱設(shè)有與排灰導(dǎo)管連接的緩沖儲(chǔ)罐，緩沖儲(chǔ)罐聯(lián)接稱重傳感器，在排灰主箱內(nèi)靠近密封閘門Ⅰ的一側(cè)設(shè)有吸蓋機(jī)構(gòu)，排灰主箱下部設(shè)有用于帶動(dòng)灰桶在各工位之間運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)小車；所述的出桶副箱為上下雙層密封室結(jié)構(gòu)，通過密封閘門Ⅱ與排灰主箱密封隔離，出桶副箱的上下兩部分通過放桶密封閘門密封隔離，出桶副箱設(shè)有用于將灰桶從排灰主箱運(yùn)出的叉桶機(jī)構(gòu)，叉桶機(jī)構(gòu)上方設(shè)置吊桶機(jī)構(gòu)和外蓋進(jìn)口。進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的排灰主箱和出桶副箱正面均設(shè)有供人工操作使用的視窗和手套口。進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的灰桶由外蓋、內(nèi)蓋及桶體組成，所述的內(nèi)蓋上設(shè)有鐵板。進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的進(jìn)桶副箱設(shè)置的提桶機(jī)構(gòu)為上下密封板式方籠結(jié)構(gòu)，進(jìn)桶副箱通過提桶機(jī)構(gòu)的上下密封板將上下兩部分密封隔離，進(jìn)桶副箱的下部設(shè)有進(jìn)桶門。進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，在所述排灰主箱內(nèi)靠近密封閘門Ⅰ一側(cè)的吸蓋工位下方、緩沖儲(chǔ)罐所在的排灰工位下方，以及靠近密封閘門Ⅱ一側(cè)的移桶工位下方分別設(shè)有頂桶機(jī)構(gòu)。更進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的排灰主箱設(shè)置的排灰導(dǎo)管上部設(shè)有上卸灰閥，緩沖儲(chǔ)罐下部設(shè)有下卸灰閥。更進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的排灰主箱設(shè)置的吸蓋機(jī)構(gòu)與吸蓋氣缸相連接，吸蓋機(jī)構(gòu)上設(shè)有用于吸和灰桶內(nèi)蓋的電磁鐵。更進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的排灰主箱設(shè)置的移動(dòng)小車通過絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)相連接。進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的出桶副箱設(shè)置的吊桶機(jī)構(gòu)包括吊桶電葫蘆和吊桿，吊桿用于調(diào)取灰桶的外蓋。進(jìn)一步，如上所述的α廢物焚燒灰排灰裝置，其中，所述的控制系統(tǒng)為按照設(shè)定程序控制排灰裝置的各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的工控機(jī)。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明所提供的排灰裝置的整個(gè)排灰過程運(yùn)行平穩(wěn)，稱重計(jì)量準(zhǔn)確，焚燒灰安全順暢排入灰桶，灰桶移動(dòng)定位準(zhǔn)確，內(nèi)蓋開閉自如，內(nèi)蓋安全密封壓緊，整體動(dòng)作可靠。排灰裝置實(shí)現(xiàn)了排灰過程的密閉、遠(yuǎn)距離遙控操作；設(shè)備整體密封性較高；排灰過程減輕了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度、減小了人員受照水平，提高了排灰操作的安全性。附圖說明圖1為本發(fā)明所提供的α廢物焚燒灰排灰裝置的主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1排灰裝置的A-A向視圖；圖3為圖1排灰裝置的B-B向視圖；圖4為排灰裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為灰桶的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為排灰裝置的排灰流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施過程對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述。如圖1-4所示，本發(fā)明所提供的α廢物焚燒灰排灰裝置包括灰桶32、排灰工作箱以及控制系統(tǒng)。所述的排灰工作箱為主副箱手套箱結(jié)構(gòu)設(shè)備，包括進(jìn)桶副箱100、排灰主箱200、出桶副箱300，設(shè)備主材為304不銹鋼。所述的進(jìn)桶副箱100為上下雙層密封室結(jié)構(gòu)，與排灰主箱200通過密封閘門Ⅰ3密封隔離，進(jìn)桶副箱100設(shè)有提桶機(jī)構(gòu)2和推桶氣缸1；所述的排灰主箱200設(shè)有與排灰導(dǎo)管10連接的緩沖儲(chǔ)罐6，緩沖儲(chǔ)罐6聯(lián)接稱重傳感器7，在排灰主箱200內(nèi)靠近密封閘門Ⅰ3的一側(cè)設(shè)有吸蓋機(jī)構(gòu)4，排灰主箱200下部設(shè)有用于帶動(dòng)灰桶在各工位之間運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)小車22；所述的出桶副箱300為上下雙層密封室結(jié)構(gòu)，通過密封閘門Ⅱ12與排灰主箱200密封隔離，出桶副箱300的上下兩部分通過放桶密封閘門16密封隔離，出桶副箱300設(shè)有用于將灰桶從排灰主箱200運(yùn)出的叉桶機(jī)構(gòu)24，叉桶機(jī)構(gòu)24上方設(shè)置吊桶機(jī)構(gòu)和外蓋進(jìn)口23。灰桶32的結(jié)構(gòu)如圖5所示，由外蓋33、內(nèi)蓋34及桶體35組成，設(shè)備容積為15L。外蓋33與桶體35為法蘭密封聯(lián)接結(jié)構(gòu)；內(nèi)蓋34與桶體35為錐面壓緊密封結(jié)構(gòu)，在內(nèi)蓋34上設(shè)有一塊鐵板36以實(shí)現(xiàn)與電磁鐵的吸合安全松開。設(shè)備材質(zhì)為304不銹鋼。下面對(duì)排灰工作箱的各組成部分和工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述，見圖1-4所示。進(jìn)桶副箱100：進(jìn)桶副箱100為上下雙層密封小室結(jié)構(gòu)與排灰主箱通過密封閘門Ⅰ3密封隔離，進(jìn)桶副箱100上下部分依靠提桶機(jī)構(gòu)2的上下密封板將上下部分密封隔離，提桶機(jī)構(gòu)2為上下密封板式方籠結(jié)構(gòu)。進(jìn)桶副箱下部設(shè)有進(jìn)桶門25，打開門人工將灰桶送入副箱內(nèi)的提桶機(jī)構(gòu)2后關(guān)閉進(jìn)桶門，啟動(dòng)提桶氣缸26將廢物桶升至副箱上部，打開密封閘門Ⅰ3，啟動(dòng)推桶氣缸1帶動(dòng)推桶器 將灰桶32推入排灰主箱200的吸蓋工位，縮回推桶氣缸1，關(guān)閉密封閘門Ⅰ3完成進(jìn)桶操作。排灰主箱200：排灰主箱為單面單位手套箱結(jié)構(gòu)設(shè)備，通過密封閘門Ⅰ3、密封閘門Ⅱ12與進(jìn)桶副箱100、出桶副箱300密封隔離。排灰主箱200內(nèi)設(shè)置有緩沖儲(chǔ)罐6，緩沖儲(chǔ)罐6下部設(shè)有下卸灰閥5，緩沖儲(chǔ)罐6聯(lián)接稱重傳感器7，排灰導(dǎo)管10上部設(shè)有上卸灰閥9，排灰導(dǎo)管10通過軟連接管11與緩沖儲(chǔ)罐6連接。在排灰主箱200內(nèi)靠近密封閘門Ⅰ3的一側(cè)設(shè)有吸蓋機(jī)構(gòu)4，吸蓋機(jī)構(gòu)4上設(shè)有電磁鐵，排灰主箱200下部設(shè)有用于帶動(dòng)灰桶32在各工位之間運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)小車22，移動(dòng)小車22通過絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21與步進(jìn)電機(jī)20相連接。在靠近密封閘門Ⅰ3一側(cè)的吸蓋工位下方、緩沖儲(chǔ)罐6所在的排灰工位下方，以及靠近密封閘門Ⅱ12一側(cè)的移桶工位下方分別設(shè)有頂桶機(jī)構(gòu)19、18、17。排灰主箱200正面設(shè)有供人工操作使用的視窗27和手套口。工作時(shí)，首先啟動(dòng)上卸灰閥9將焚燒灰通過排灰導(dǎo)管10與軟連接管11排入至緩沖儲(chǔ)罐6中，利用聯(lián)接在緩沖儲(chǔ)罐上的三個(gè)稱重傳感器7，當(dāng)排入的焚燒灰到達(dá)設(shè)定重量值時(shí)自動(dòng)停止上卸灰閥(稱重二次儀表顯示通過密封航空插頭引出)。啟動(dòng)吸蓋氣缸8帶動(dòng)吸蓋機(jī)構(gòu)的電磁鐵與灰桶內(nèi)蓋結(jié)合，電磁鐵通電吸合內(nèi)蓋，縮回吸蓋機(jī)構(gòu)將內(nèi)蓋升起；啟動(dòng)箱體外步進(jìn)電機(jī)20帶動(dòng)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21運(yùn)轉(zhuǎn)，將移動(dòng)小車22與灰桶精確移動(dòng)至排灰工位，停止電機(jī)，啟動(dòng)氣缸與頂桶機(jī)構(gòu)18將會(huì)頂升與下卸灰閥5密封對(duì)接，啟動(dòng)下卸灰閥將焚燒灰排入灰桶中；靜置后縮回頂桶機(jī)構(gòu)18將灰桶放回至移動(dòng)小車上；反向啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)將小車與灰桶送回吸蓋工位，啟動(dòng)頂桶機(jī)構(gòu)19與吸蓋機(jī)構(gòu)4，將內(nèi)蓋蓋好并壓實(shí)；縮回吸蓋機(jī)構(gòu)與頂桶機(jī)構(gòu)19將灰桶放置于移動(dòng)小車上，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)將灰桶移送至移桶工位，啟動(dòng)氣缸與頂桶機(jī)構(gòu)17將灰桶升起準(zhǔn)備移出灰桶。出桶副箱300：出桶副箱為上下雙層密封箱室結(jié)構(gòu)設(shè)備，通過密封閘門Ⅱ12 與排灰主箱200密封隔離，出桶副箱300上下兩部分通過放桶密封閘門16密封隔離。出桶副箱內(nèi)設(shè)置叉桶機(jī)構(gòu)24、吊桶電葫蘆13、吊桿14、外蓋進(jìn)口23等。出桶副箱300正面設(shè)有供人工操作使用的視窗28和手套口29、30。工作時(shí)，打開密封閘門Ⅱ12，啟動(dòng)叉桶氣缸15帶動(dòng)叉桶機(jī)構(gòu)24將頂起的灰桶沿灰桶法蘭底插好；縮回叉桶氣缸15帶動(dòng)叉桶機(jī)構(gòu)24進(jìn)入出桶副箱；關(guān)閉密封閘門Ⅱ12，縮回頂桶機(jī)構(gòu)17，反向啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)移動(dòng)小車返回吸蓋工位待用；將灰桶外蓋從外蓋進(jìn)口23送入副箱，人工通過手套口29借助工具將外蓋上好；啟動(dòng)吊桶電葫蘆13帶動(dòng)吊桿14與外蓋卡盤聯(lián)接；松開叉桶機(jī)構(gòu)上的鎖緊機(jī)構(gòu)將叉桿打開，打開放桶密封閘門16，啟動(dòng)吊桶電葫蘆將灰桶送入副箱下部綁好的塑料袋中，從外蓋上取下吊桿，啟動(dòng)電葫蘆將吊桿縮回；關(guān)閉放桶密封閘門16，將塑料袋扎口密封取下，打開出桶密封門31將灰桶沿軌道取出，關(guān)閉出桶密封門完成排灰操作。排灰裝置設(shè)有自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)為按照設(shè)定程序控制排灰裝置的各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的工控機(jī)，通過程序控制實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)化遙控操作?？啥靠刂婆呕摇⒃O(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)、準(zhǔn)確定位，安全可靠。通過上述裝置的結(jié)構(gòu)描述和工作過程的介紹，總結(jié)本發(fā)明的主要排灰工藝如下，參見附圖6所示。排灰裝置設(shè)計(jì)為集成化主副箱手套箱類結(jié)構(gòu)設(shè)備，由進(jìn)桶副箱、主排灰箱及出桶副箱三部分組成。三個(gè)箱體之間由密封閘門進(jìn)行相互隔離，每個(gè)箱體單獨(dú)設(shè)置局排系統(tǒng)。進(jìn)桶附箱主要作用為將去掉外蓋的灰桶轉(zhuǎn)運(yùn)至排灰主箱內(nèi)。排灰主箱內(nèi)完成灰桶內(nèi)蓋的吸取提升、焚燒灰定量排入緩沖儲(chǔ)罐、灰桶移動(dòng)與排灰閥密封對(duì)接、焚燒灰排入灰桶、灰桶內(nèi)蓋的蓋緊、灰桶移動(dòng)至出口移出主箱等工序。主箱內(nèi)設(shè)置灰桶移動(dòng)的三個(gè)工位，第一工位實(shí)現(xiàn)灰桶內(nèi)蓋的電磁鐵吸放開閉；第二工位實(shí)現(xiàn)灰桶與卸灰閥密封對(duì)接、定量排灰；第三工位實(shí)現(xiàn)灰 桶從主箱移出至出桶副箱。依靠步進(jìn)電機(jī)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)移動(dòng)小車與灰桶進(jìn)行移動(dòng)。在主箱內(nèi)設(shè)置焚燒灰緩沖儲(chǔ)罐、稱重傳感器及下卸灰閥，主箱外設(shè)置上卸灰閥通過軟連接管緩沖儲(chǔ)罐聯(lián)接。根據(jù)焚燒灰的堆積密度，利用控制容積重量原理進(jìn)行定量排灰，設(shè)定每次排灰重量啟動(dòng)上卸灰閥，當(dāng)稱重傳感器顯示重量達(dá)到設(shè)定值后自動(dòng)停止上卸灰閥，再啟動(dòng)下卸灰閥將焚燒灰排入至灰桶中。出桶副箱完成灰桶從主箱內(nèi)移出，上灰桶外蓋，將灰桶整體封裝塑料袋移出系統(tǒng)完成整個(gè)排灰工作。整個(gè)排灰過程通過程序控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。