DE3211739A1

DE3211739A1 - Vorrichtung zum aufruehren des inhalts von lagerbehaeltern

Info

Publication number: DE3211739A1
Application number: DE19823211739
Authority: DE
Inventors: Terence Lewis St. Helens Merseyside Griffiths; Michael Warrington Cheshire Howden
Original assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Current assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1982-10-28
Also published as: FR2502975A1; US4410279A; JPH0156824B2; DE3211739C2; JPS57171427A; IT8267383A0; IT1155670B; FR2502975B1

Description

Vorrichtung zum Aufrühren des Inhalts von Lagerbehältern

Besc -^5eibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufrühren des Inhalts von Lagerbehältern für die Umwandlung von abgesetzten Sedimenten in Schlämme.

Das Entleeren eines ein abgesetztes Sediment und eine darüber stehende Flüssigkeit enthaltenden Lagerbehälters erfordert zunächst das Aufrühren des Behälterinhalts zur 3ildung eines Schlamms, welcher dann von einer geeigneten Austragseinrichtung, z.B. einer Kreiselpumpe, gefördert werden kann. In vielen Fällen können Lagerbehälter irgend welche Instrumente, Heiz- oder Kühlleitungen und dergl. enthalten, welche die Verwendung von offenen Flügelrädern, Schaufeln od. dergl. zum Aufrühren des Behälterinhalts verbieten.

Gemäß der Erfindung hat eine Vorrichtung zum Aufrühren des Inhalts von Lagerbehältern ein in den Behält erinhalt absenkbares Gehäuse, im Gehäuse enthaltene Antriebe für einen drehbaren Läufer und einen drehbaren Läufermantel, welche beide über ein Ende des Gehäuses hervorstehen und dem Behälterinhalt ausgesetzt sind,einen .im Läufermantel geformten, zum Läufer führenden Einlaß und eine Anzahl von radial ausgerichteten Auslässen des Läufermantels, wobei durch die Drehung des Läufers eine Umwälzung des Behälterinhalts vom Einlaß zu den Auslassen und durch die Drehung des Läufermantels das Aufrühren des Behälterinhalts durch den Austritt an den Auslässen bewirkbar ist.

Der Behält erinhalt kann aus einem festen Sediment und einer dieses bedeckenden Flüssigkeit bestehen. Nach dem Ingangsetzen der Antriebe wird zunächst die Flüssigkeit durch den Einlaß hindurch angesaugt und durch die Auslässe hin-

durch ausgestoßen, wobei die Auslässe vorzugsweise so ausgerichtet sind, daß das feste Sediment am Boden des Behälters aufgebrochen wird. Nach einiger Zeit ist das feste Sediment dann aufgrund der fortlaufenden Umwälzung des Behälterinhalts in der Flüssigkeit suspendiert und bildet mit dieser einen Schlamm, welcher mittels dafür vorgesehener Einrichtungen aus dem Behälter ausgetragen werden kann.

Die Antriebe sind gegenüber dem Behälterinhalt abgeschlos sen, und vorzugsweise werden mittels eines Druckmittels, dessen Druck höher ist als der Druck innerhalb des Behälters, Sperren gegen das Eindringen des Behälterinhalts in das die Antriebe mit dazugehörigen Lagern und Dichtungen enthaltende Gehäuse geschaffen. Bei dem verwendeten Druck mittel kann es sich zweckmäßig um Wasser handeln.

Vorzugsweise ist ein außerhalb des Behälters verbleibendes, verfahrbares Basisgerät vorgesehen, welches mit der Vorrichtung verbindbar ist und Antriebs- und sonstige Hilfseinrichtungen für den Betrieb der Vorrichtung enthält.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine aufgeschnittene Schrägansicht einer Vorrichtung zum Aufrühren des Inhalts von Lagerbehältern

in einer Ausführungsform der Erfindung und 30

Fig. 2 eine Teil-Schnittansieht der Vorrichtung mit schematisierter Darstellung von außerhalb des Behälters verbleibenden Hilfseinrichtungen.

Die in Pig. 2 dargestellte Anordnung umfaßt eine in einem ein zu fuidisierendes Sediment enthaltenden Behälter versenkbare Umwälzeinheit 1 und ein außerhalb des Behälters verbleibendes Basisgerät 2 mit Antriebs- und sonstigen

Hilfseinrichtungen für den Betrieb der Umwälzeinheit. In Fig. 1 erkennt man die von einer öffnung für die Umwälzeinheit durchsetzte Decke eines Behälters.

Die Umwälzeinheit 1 hat ein vorzugsweise aus rostfreiem Stahl gefertigtes, zylindrisches Gehäuse 3, welches am oberen Ende durch einen Deckel 4- verschlossen ist. Am unteren Ende trägt das Gehäuse 3 ein offenes Fachwerk 5 aus rostfreiem Stahl, welches einen Gitterkorb 6 schützend umgibt. Ein innerhalb des Gitterkorbs 6 angeordneter Läufermantel 8 hat einen Einlaß 7 und umgibt einen Läufer 9.

Der Läufer 9 ist von einem hydraulischen Motor 10, vorzugsweise einem Taumelscheibenmotor, mit variabler Drehzahl antreibbar. Eine den Motor 10 mit dem Läufer 9 verbindende Antriebswelle 11 aus rostfreiem Stahl ist mittels einer Anordnung von Lagern und Dichtungen 12 in einem senkrechten Wellenrohr 13 gelagert. Das Wellen- -^⁰ rohr 13 ist über einen damit einstückigen Flansch 14 an der Wandung des Gehäuses 3 befestigt.

Der Läufermantel 8 liegt unterhalb einer das untere Ende des Gehäuses 3 abschließenden Bodenwand 15. Ein Nabenteil 16 des Läufermantels 8 steht aufwärts durch die Bodenwand 15 hindurch hervor und ist mittels einer Anordnung 17 von Lagern und Dichtungen auf dem Wellenrohr 13 gelagert.

Obrrhalb des eine Trennwand darstellenden Flansche 1^y+ ist ein hydraulischer Motor 18, vorzugsweise ein hydraulischer Getriebemotor mit variabler Drehzahl, auf dem Flansch angebracht. Eine Abtriebswelle 19 des Motors 18 ist in

einer Lagehülse 20 gelagert und tragt am unteren Ende 35

ein Ritzel 21, welches mit einem Zahnkranz 22 am Nabenteil 16 des Läufermantels 8 kämmt, um damit den Läufermantel 8 in Drehung zu versetzen.

J*

Die Abtriebswelle 11 des Motors 10 steht mittig durch die Bodenwand 15 hervor und trägt am unteren Ende den Läufer 9. Der Läufer 9 kann mit Hilfsflügeln 23 versehen sein, welche dazu dienen, den Behälterinhalt zu Beginn des Betr-iebs dem eigentlichen Läufer zuzuführen.

Der Läufermantel 8 hat eine Anzahl von radialen Auslassen oder Strahldüsen 24, welche rechtwinklig zur Drehachse des Läufers oder in bezug auf diese geneigt angeordnet sei-n können. Vorzugsweise ist der Läufermantel 8 cit drei in gleichen Umfangsabständen angeordneten Auslassen oder Düsen 24 versehen.

In den Deckel 4 des Gehäuses 3 sind Aupbolzen 25 Absenken der Vorrichtung in einen ein Sediment enthaltenden Behälter und zum Herausheben der Vorrichtung eingesetzt. Innerhalb des Gehäuses sind die Augbolzen 25 über (nicht gezeigte) Zugstreben mit dea Flansch 14 verbunden, so daß das Gewicht der Vorrichtung von diesen und nicht vom Gehäuse 3 getragen wird.

In Fig. 2 sind Antriebseinrichtungen 26, 27 für die Speisung der Motore 10 bzw. 18 in schematisierter Form dargestellt. Die Antriebseinrichtungen 26, 27 sind vorzugsweise auf einem außerhalb des Behälters verbleibenden, verfahrbaren Gestell 28 angeordnet und über durch den Deckel 4 des Gehäuses 3 hindurchgeführte Druckleitungen oder Schläuche mit dem jeweiligen Motor 10 bzw. 18 verbunden. Das verfahrbare Gestell wird vorzugsweise so nahe

wie möglich an den jeweiligen Behälter herangefahren, damit die Druckleitungen oder Schläuche möglichst kurz gehalten werden können.

Das Gestell 28 trägt außerdem einen Wasserbehälter 29 und eine Pumpe 30, welche reines Wasser aus dem Behälter über eine Druckleitung 31 fördert. Das Nachfüllen des Behälters 29 kann über ein herkömmliches Schwimmerventil 32 erfolgen. Die Druckleitung 31 ist mit einem Verteiler-

rohr 33 verbunden, welches den Deckel 4, den Flansch. 14 und die Bodenwand 15 durchsetzt, um eine zwischen der Unterseite der Bodenwand 15 und der Oberseite des Läufermantels 8 gebildete Ringkammer 34 mit Wasser zu speisen. Ein Teil des der Kammer 34 zugeführten Wassers umströmt eine Dichtung 35 am Ende der Läuferwelle 11 und tritt dann durch die Auslässe oder Düsen 24 radial aus dem Läufermantel 8 aus. Die äußere Begrenzung der Ringkammer 34 ist durch eine zwischen dem Läufermantel 8 und der Unterseite der Bodenwand 15 angeordnete Labyrinthdichtung 36 gebildet, welche einen geringfügigen Durchtritt von Wasser gestattet.

Von Verteilerrohr 33 ausgehende Zweigleitungen 37, 28 führen das Druckwasser einer die Abtriebswelle 11 des Motors 10 umgebenden Axialdichtung 39 zu. V/eitere Zweigleitungen 40, 41 führen Druckwasser einer die Abtriebswelle 19 des Motors 18 umgebenden Axialdichtung 42 zu. Die Strömung des Wassers ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet.

Im Betrieb der "Vorrichtung wird die Umwälzeinheit 1 fortlaufend mit Wasser gespeist, dessen Druck höher ist als irgend ein die Umwälzeinheit von außen beaufschlagender Druck. Aufgrund dieses Druckunterschieds ergibt sich ein fortlaufender Austritt des V/assers aus der Ringkammer 34, welcher den Schlamm daran hindert, bis zur Dichtung 35 am Ende der Läuferwelle 11 vorzudringen. Der Durchtritt des Wassers durch die Labyrinthdichtung 36 bildet eine Sperre

gegen das Eindringen von Schlamm entlang der Unterseite

der Bodenwand 15- Das den Dichtungen 39 ^¹¹^ 42 zugeführte Druckwasser dient der Schmierung der Dichtungen und bildet eine sekundäre Sperre gegen das Vordringen von Schlamm entlang den Abtriebswellen der Motore.

Die hydraulischen Motors 10 und 18 sind durch den eine Trennwand darstellenden Flansch 14 vor schädlichen Einwirkungen durch den Schlamm geschützt.

Zum Gebrauch der Vorrichtung wird die Umwälzeinheit 1 in einen Behälter versenkt, welcher am Boden ein festes Sediment und eine darüber stehende Flüssigkeit enthält. Nach dem Versenken der Utnwäl ζ einheit 1 in der Flüssigb keit wird der Läufer 9 mittels des Motors 10 in Drehung versetzt, so daß die im Behälter enthaltene Flüssigkeit über den Einlaß 7 angesaugt und über die Düsen 24· ausgestoßen wird. Gleichzeitig wird der Motor 18 in Gang gesetzt, um den Läufermantel 8 in Drehung zu versetzen, so daß die aus den Düsen 24- austretenden Flüssigkeitsstrahlen zusammen einen Winkel von 360° bestreichen. Da die Drehzahlen der Motore 10 und 18 vorzugsweise variabel sind, lassen sich der Austritt der Flüssigkeit an den Düsen sowie die Umlaufgeschwindigkeit der Düsen optimal

¹^ auf den jeweiligen Behälterinhalt abstimmen. Die aus den Düsen austretenden Flüssigkeitsstrahlen beaufschlagen die obersten Schichten des Sediments, um diese zu lösen und einen Schlamm zu bilden. Dieser Schlamm wird dann wieder vom Läufer angesaugt und über die Düsen ausgestoßen, um die Auflösung des Sediments fortzusetzen. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis das im Behälter vorhandene Sediment vollständig zu einem Schlamm fluidisiert ist, wobei die Umwälzeinheit 1 während des Auflösens des Sediments fortschreitend weiter abgesenkt werden kann. Der auf diese Weise entstandene Schlamm kann mittels gesonderter Austragseinrichtungen, z. B. einer Kreiselpumpe oder einer Strahlpumpe, aus dem Behälter ausgetragen werden.

Die TTrnwälzeinheit ist unter den ungünstigsten Arbeitsbedingungen einsetzbar, z.B. bei der Verarbeitung von Kernbrennstoffen und äergl., bei welcher die anfallenden Schlämme sowohl radioaktiv als auch stark abrasiv sein

können. Im Betrieb besonders starkem Verschleiß unter-35

worfene Teile insbesondere des Läufermantels können so gestaltet sein, daß sie mühelos auswechselbar sind. Der Läufer selbst und seine Hilfsflügel sind vorzugsweise aus einem hoch verschleißfesten Werkstoff. Darüber hinaus

können der Läufer, die Hilfsflügel und der Läufernantel zum Schutz gegen besondere im Betrieb auftretende Umwelteinflüsse mit einem Schutzüberzug versehen sein. Wegen der starken abrasiven Wirkung des Schlamms ist es notwendig, aas Vordrigen der Schlamms zu den inneren Teilen der Umwälζ einheit, z.B. den Dichtungen und Lagern, zu verhindern. Das fortlaufend unter einem den Behälterinnendruck übersteigenden Druck zugeführte Wasser bildet eine Sperre p;cp;on das Eindringen des Schlamms und dient außerdem zur Schmierung der Lager. Die Motore 10 und 18 sind durch den als Trennwand wirksamen Flansch-14- geschützt, und in entsprechender Weise sind die zwischen dem Plansch 14 und der Bodenwand 15 angeordneten Bauteile gegenüber dem Läufer abgeschirmt. Zur Sicherheit können zusätzlich auf das Eindringen von Schlamm in das Gehäuse 3 ansprechende Warneinrichtungen vorhanden sein.

Die Umwälzeinheit 1 kann in·äußerst kompakter Bauweise mit eines Durchmesser von beispielsweise 75 cm und einer Länge von etwa 250 cm erstellt werden.

Die Umwälzeinheit eignet sich für den Einsatz in Behältern, welche irgend welche Instrumente oder sonstige, die Verwendung von offenen Flügelrädern, Schaufeln od. dergl. zum Aufrühren des Sediments verbietende Einrichtungen enthalten.

Die dargestellte Ausführungsform kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So können etnra Elektromotore

anstelle der hydraulischen Motore verwendet'werden, und die Anzahl sowie die Anordnung der Düsen können den jeweiligen Arbeitsbedingungen angepaßt sein.

Claims

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 Anwaltsakte 32 106 30. März 1982 British Nuclear Fuels Limited Eisley, Warrington, Cheshire, England Vorrichtung zum Aufrühren des Inhalts von Lagerbehältern P_a_t_e_n_t_a_n_s_£_r_ü_c_h_e

1. Vorrichtung zum Aufrühren des Inhalts von Lagerbehältern, gekennzeichnet durch ein in den Behält er inhalt absenkbares Gehäuse (3')» durch einen Läufer (9) und einen über ein Ende des Gehäuses hervorstehenden Läufermantel (8), durch im Gehäuse angeordnete variable Antriebe (10, 18) zum in Drehung Versetzen des Läufers bzw, des Läufermantels, durch einen zum Läufer führenden Einlaß (7) und durch eine Anzahl von radialen Auslassen (24) im Läufermantel, wobei durch die Drehung des Läufers eine Umwälzung des Behälterinhalts vom Einlaß zu den Auslassen und durch die Drehung des Läufer-

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mantels das Aufrühren des Behälterinhaltε durch den Austritt an den Auslassen bewirkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine im Gehäuse angeordnete Trennwand (14) für den Einschluß und die ί Absperrung der Antriebe gegenüber dem Behälterinhalt.

3· Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch Strömungswege (33, 34, 37, 38, 40, 41) für ein Druckmittel zur Schaffung einer Sperre gegen das Eindringen des Behälterinhalts in das Gehäuse.

4. Vorrichtung nach wenigstens einen der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein dazugehöriges, mit dem Gehäuse verbundenes Basisgerät (2S), auf welchem Zufuhreinrichtungen (29, 30) für ein Druckmittel sowie Einrichtungen (26, 27) für die Speisung der Antriebe

angeordnet sind.
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