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DE60202810T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen von zylindrischen Stücken, insbesondere Kernbrennstoff-Pellets - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen von zylindrischen Stücken, insbesondere Kernbrennstoff-Pellets Download PDF

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Publication number
DE60202810T2
DE60202810T2 DE60202810T DE60202810T DE60202810T2 DE 60202810 T2 DE60202810 T2 DE 60202810T2 DE 60202810 T DE60202810 T DE 60202810T DE 60202810 T DE60202810 T DE 60202810T DE 60202810 T2 DE60202810 T2 DE 60202810T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
grinding wheel
wheel
working
drive
grinding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60202810T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60202810D1 (de
Inventor
Pascal Engelvin
Michel Marchand
Serge Masson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orano Demantelement SAS
Original Assignee
Areva NC SA
Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Areva NC SA, Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA filed Critical Areva NC SA
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Publication of DE60202810D1 publication Critical patent/DE60202810D1/de
Publication of DE60202810T2 publication Critical patent/DE60202810T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/18Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work
    • B24B5/22Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work for grinding cylindrical surfaces, e.g. on bolts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/06Dust extraction equipment on grinding or polishing machines
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C21/00Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
    • G21C21/02Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen (zur Anpassung der Größe) von zylindrischen Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere von Kernbrennstoff-Pellets, und eine Vorrichtung zum Schleifen derartiger Gegenstände gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9. In dem Dokument FR 2 088 366 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art beschrieben.
  • Die Erfindung bezieht sich vor allem auf das Schleifen von Kernbrennstoff-Pellets und ist nachstehend in diesem Zusammenhang beschrieben; sie ist jedoch keineswegs hierauf beschränkt. Für den Fachmann ist es leicht nachvollziehbar, dass sie für jedes Schleifen (zur Anpassung der Größe) von zylindrischen Rotationsstücken geeignet ist, insbesondere von metallischen oder keramischen Werkstücken.
  • In Zusammenhang mit dem Schleifen von Kernbrennstoff-Pellets verfährt man bis heute wie nachstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Der Stand der Technik ist unter Bezugnahme auf 1 dargestellt, um diesen dadurch besser verständlich zu machen und auch um die Erfindung, bei der es sich um eine Weiterbildung des Stands der Technik handelt, leichter erläutern und im folgenden besser verständlich machen zu können.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstoff sind die nach dem Verpressen der Pulver (im Allgemeinen PuO2 + UO2 oder UO2) erzielten Pellets während des bei hoher Temperatur (etwa 1.700°C) durchgeführten Sinterns einem nicht kontrollierbaren Schwund ausgesetzt.
  • Es ist daher erforderlich, sie eine Schleifmaschine durchlaufen zu lassen, um eine sehr präzise Anpassung ihrer Größe zu erlangen, bevor sie zum Bilden von Brennstäben in Brennstoffhüllen zusammengefasst werden.
  • Die von der Anmelderin bis heute verwendete Schleifmaschine setzt sich im Wesentlichen aus zwei Scheiben 1 und 2 zusammen, die in der gleicher Richtung gedreht werden:
    • – eine Arbeitsschleifscheibe 1, auf der Basis eines durch einen metallischen oder organischen Binders gebundenen Schleifpulvers;
    • – eine Antriebsschleifscheibe 2, ebenfalls auf der Basis eines durch einen metallischen oder organischen Binders gebundenen Schleifpulvers.
  • Die zu schleifenden zylindrischen Pellets 3 werden liegend durch Gleiten in einer horizontalen Rinne befördert. Das Schleifen erfolgt durch die Schleifwirkung der Arbeitsschleifscheibe 1 auf die Pellets 3, die nacheinander auf einer Durchlaufschiene 4 über die gesamte Breite der Arbeitsschleifscheibe 1 geführt werden. Die Pellets 3 drehen sich unter Einwirkung der Arbeitsschleifscheibe 1 und werden unter der Einwirkung der Antriebsschleifscheibe 2 (entlang der Achse Oz) verschoben. Die Schleifwirkung der Arbeitsschleifscheibe 1 wird somit vollständig über den gesamten Umfang (Außenfläche) der Pellets 3 verteilt. Die Richtung der Verschiebung (entlang der Achse Oz) ist durch eine entsprechende Schrägstellung der Antriebsschleifscheibe 2 festgelegt.
  • Die Drehung der Arbeitsschleifscheibe 1 und der Antriebsschleifscheibe 2 erfolgt in einer Richtung, so dass die Arbeitsschleifscheibe 1 ihre Schleifwirkung auf die Pellets 3 von oben nach unten ausübt. Die Schleifstäube werden daher eher im unteren Teil erzeugt, und man macht sich den durch die Rotation der Arbeitsschleifscheibe 1 bedingten "Skineffekt" auf diese Weise am besten zu nutzte.
  • Das Ganze ist in einem Handschuhkasten 6 eingeschlossen. Die betreffende Umschließung ist ein statischer und dynamischer Einschluss.
  • Die Schleifstäube werden von Saugdüsen 7, 7' und 7'' abgesaugt:
    • – eine erste Düse 7 ist im unteren Teil unter der Durchlaufschiene 4 zur Seite der Arbeitsschleifscheibe 1 leicht versetzt angeordnet;
    • – eine zweite Düse 7' ist im oberen Teil in der Senkrechten der Durchlaufschiene 4 angeordnet;
    • – eine dritte Düse 7'' ist zum unmittelbaren Absaugen im Schutzgehäuse 5' der Antriebsschleifscheibe 2 vorgesehen.
  • Die Schutzgehäuse 5 und 5', die ursprünglich um die Scheiben 1 und 2 vorgesehen waren, haben die Form parallelepipedischer Rechtecke, deren Seiten von der Fläche der Scheiben mehr oder weniger weit entfernt sind und miteinander Winkel bilden, in denen sich die Stäube anzusammeln versuchen. Die Gehäuse 5 und 5' gewährleisten einen unzulänglichen statischen und dynamischen Einschluss. Ein bedeutender Anteil der erzeugten Stäube wird aus den Gehäusen 5 und 5' ausgestoßen und verunreinigt den Handschuhkasten, wenn diese nicht zur Gänze von den Saugdüsen 7, 7' und 7'' entfernt werden.
  • Diese Nachteile machen eine leistungsstarke Absaugung erforderlich, wodurch die Vorrichtung zum Absaugen der Stäube und die Vorrichtung zur Behandlung der Abgase des Handschuhkastens übermäßig dimensioniert werden müssen.
  • Es wurde auch festgestellt, dass einige der Wände der Gehäuse 5 und 5' die Funktion eines "Prallfilters" übernehmen können, das heißt sie werden durch Anlagerung der ausgestoßenen Stäube in ihrem Inneren kontaminiert. Ihre Dekontamination ist praktisch unmöglich.
  • Mit Bezug auf das anwendungstechnische Problem beim Umgang mit den erzeugten Stäuben wird daher von der Anmelderin in diesem Zusammenhang ein verbessertes Schleifverfahren und eine verbesserte Schleifvorrichtung vorgeschlagen. Die verursachte Verunreinigung sollte verringert werden, ohne hierbei jedoch übermäßige Anforderungen an die Absaugung zu stellen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Schleifen von zylindrischen Gegenständen nach Anspruch 1. Diesem Verfahren zufolge
    • – werden die Gegenstände unter der Einwirkung einer Antriebsschleifscheibe über die gesamte Breite der Arbeitsschleifscheibe auf einer zwischen der Arbeitsschleifscheibe und der Antriebsschleifscheibe angeordneten Durchlaufschiene kontinuierlich verschoben;
    • – werden die Arbeitsschleifscheibe und die Antriebsschleifscheibe in der gleichen Richtung gedreht, und zwar in einer Richtung, die eine von oben nach unten verlaufende Einwirkung der Arbeitsschleifscheibe auf die Gegenstände bewirkt;
    • – wird in einer offenen Schutzvorrichtung (unter statischem und dynamischem Einschluss) mit Absaugung der erzeugten Schleifstäube gearbeitet;
    • – werden die erzeugten Schleifstäube statisch und dynamisch in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der Arbeitsschleifscheibe und der Antriebsschleifscheibe eingeschlossen;
    • – werden die erzeugten und seitens der Arbeitsschleifscheibe und seitens der Antriebsschleifscheibe eingeschlossenen Schleifstäube fast vollständig in einem gasförmigen Strom zum unteren Teil der Arbeitsschleifscheibe befördert, welcher zum einen durch die Rotation der Arbeitsschleifscheibe und zum anderen durch den Einsatz einer Zwangsabsaugung erzeugt wird;
    • – werden die erzeugten, eingeschlossenen und weiterbeförderten Schleifstäube infolge der Zwangsabsaugung abgeleitet.
  • Im Rahmen dieses Verfahrens erfolgt in kennzeichnender Weise ein statischer und dynamischer Einschluss in unmittelbarer Nähe, derart, dass das Einfangen der durch das Schleifen verursachten Stäube mit einer optimalen Sammlungsausbeute (die gesamte Verunreinigung wird somit verringert) und einer minimalen Saugleistung (die Leistung des zur Durchführung der Absaugung erforderlichen Kompressors und der Platrbedarf der danach vorzusehenden Filtervorrichtung zum Erfassen der Stäube wird somit begrenzt) erfolgt.
  • Um die seitens der Antriebsschleifscheibe eingeschlossenen Stäube zum unteren Teil der Arbeitsschleifscheibe zu befördern, ist die Weiterleitung der Stäube von der Antriebsschleifscheibe zur Arbeitsschleifscheibe vorzusehen. Um die erzeugten und seitens der Antriebsschleifscheibe eingeschlossenen Stäube zur Arbeitsschleifscheibe zu befördern, erfolgt ihre Weiterleitung vorteilhafterweise:
    • – über wenigstens einen Durchlass, der in der Durchlaufschiene vorgesehen ist, die zwischen der Arbeitsschleifscheibe und der Antriebsschleifscheibe angeordnet ist und den Gegenstand während des Schleifens trägt. Die seitens der Antriebsschleifscheibe erzeugten Stäube werden somit in unmittelbarer Nähe am Ort ihrer Entstehung abgesaugt. Zur Optimierung der 'ortsnahen' Absaugung weist der betreffende Durchlass eine von oben nach unten geneigte Achse auf; und/oder
    • – über wenigstens einen Durchlass, der unter der Durchlaufschiene in Höhe des unteren Teils der Antriebsschleifscheibe ausgebildet ist. Somit wird jegliche Ansammlung von Staub in dem unteren Teil verhindert.
  • Besonders vorteilhaft können die erzeugten und seitens der Antriebsschleifscheibe eingeschlossenen Stäube über einen ersten, in der Durchlaufschiene vorgesehenen Durchlass und über einen zweiten, unter der Durchlaufschiene in Höhe des unteren Teils der Antriebsschleifscheibe ausgebildeten Durchlass weitergeleitet werden, um diese zur Arbeitsschleifscheibe zu befördern.
  • Die erzeugten, jeweils um die Arbeitsschleifscheibe und die Antriebsschleifscheibe eingeschlossenen, erfassten und zum unteren Teil der Arbeitsschleifscheibe beförderten Stäube können durch Absaugen an wenigstens einer Stelle um die Arbeitsschleifscheibe herum, natürlich nach ihrer Sammelstelle bzw. ihren Sammelstellen, abgeleitet werden. Vorteilhafterweise können sie an einer einzigen Stelle abgeleitet werden. Äußerst vorteilhaft können sie tangential am Tiefpunkt der Arbeitsschleifscheibe abgeleitet werden.
  • Zur Optimierung dieser Ableitung (dieser Erfassung) kann das Absaugen an einer oder mehreren Stellen (vorteilhafterweise an einer einzigen Stelle) unter solchen Bedingungen durchgeführt werden, dass die Geschwindigkeit der abgeleiteten Gase durch die Rotation der Arbeitsschleifscheibe deutlich höher ist als die Geschwindigkeit der mitgeführten Gase nach der Ableitung. Die Geschwindigkeit der abgesaugten Gase am Eingang der hierzu vorgesehenen Saugdüse (bzw. jeder der hierzu vorgesehenen Saugdüsen) kann zu diesem Zweck vorteilhafterweise zwei- bis dreimal so hoch sein wie die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitsschleifscheibe. Es ist somit natürlich beabsichtigt, das Mitführen der Stäube durch den gasförmigen Strom zu verringern, der durch den "Skineffekt" auf die Rotation der Arbeitsschleifscheibe folgt.
  • Die mit Stäuben beladenen, auf diese Weise durch Absaugung abgeleiteten Gase können anschließend in herkömmliche Weise gereinigt werden. Sie können insbesondere durch Filtration gereinigt werden. Die gereinigten Gase können rückgeführt werden.
  • Wie festzustellen ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren wie das Verfahren nach dem in 1 dargestellten Stand der Technik in einer offenen Schutzvorrichtung durchgeführt werden, das hinsichtlich des betreffenden dynamischen Einschlusses offen ist. Im Rahmen einer vorteilhaften Variante kann das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb eines Handschuhkastens durchgeführt werden.
  • Wie auch festzustellen ist, wurde das erfindungsgemäße Verfahren vor allem in Zusammenhang mit dem Schleifen von Kernbrennstoff-Pellets entwickelt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass es keinesfalls hierauf beschränkt ist. Das Verfahren eignet sich für das Schleifen aller zylindrischer Rotationsstücke. Es eignet sich insbesondere zum Schleifen derartiger Werkstücke aus harten Materialien (zum Beispiel Keramik oder Metall).
  • Nach Anspruch 9 betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schleifen von zylindrischen Gegenständen. Diese Vorrichtung umfasst innerhalb einer offenen Schutzvorrichtung:
    • – eine Arbeitsschleifscheibe;
    • – eine Antriebsschleifscheibe;
    • – Mittel zum Drehen der Arbeitsschleifscheibe und der Antriebsschleifscheibe mit geeigneten Geschwindigkeiten in der gleichen Richtung, und zwar in einer Richtung, die die von oben nach unten verlaufende Einwirkung der Arbeitsschleifscheibe auf die Gegenstände bewirkt;
    • – eine Durchlaufschiene, die zwischen den beiden Scheiben entsprechend angeordnet ist und zum Tragen und Verschieben der Gegenstände über die gesamte Breite der Arbeitsschleifscheibe geeignet ist;
    • – Mittel zum Absaugen der Schleifstäube;
    • – die Form der Arbeitsschleifscheibe und der Antriebsschleifscheibe sind so gut aneinander angepasst, dass nur an ihrem Rand schmale Zwischenräume für die Zirkulation des mehr oder weniger stark mit Schleifstäuben beladenen gasförmigen Stroms bestehen bleiben; und zwar auf wenigstens dem halben Umfang, vorteilhafterweise auf wenigstens drei Vierteln des Umfangs jeder der beiden Scheiben; wobei der halbe und der drei viertel Umfang ausgehend von dem oberen Niveau der Durchlaufschiene nach unten berechnet werden;
    • – die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst Mittel, um den um die Antriebsschleifscheibe ausgebildeten schmalen Zwischenraum und den um die Arbeitsschleifscheibe ausgebildeten schmalen Zwischenraum miteinander zu verbinden; wobei die Mittel in und/oder unter der Durchlaufschiene angeordnet sind; und
    • – die Mittel zum Absaugen der Stäube sind so angeordnet, dass sie ihre Wirkung wenigstens an einer Stelle des die Arbeitsschleifscheibe umgebenden schmalen Zwischenraums bezogen auf die Drehrichtung der Arbeitsschleifscheibe nach der Einmündung der Verbindungsmittel ausüben.
  • Innerhalb einer derartigen Vorrichtung bleiben die erzeugten Stäube in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der Scheiben eingeschlossen, werden weiterbefördert und seitens der Arbeitsschleifscheibe abgesaugt.
  • Der Einschluss um jede der beiden Scheiben kann hinsichtlich der Dicke des betreffenden schmalen Zwischenraums und dessen Länge am äußeren Umfang jeder der beiden Scheiben optimiert werden. Es ist jedoch anzumerken, dass die beteiligte Schutzvorrichtung in dem Bereich oberhalb der Durchlaufschiene zu Sichtzwecken und zwecks Zuführung von Gas (das als Spülgas bezeichnet werden könnte) vorteilhafterweise offen sein kann.
  • Hinsichtlich der Mittel zum Verbinden der schmalen Zwischenräume, die jeweils um die Arbeitsschleifscheibe und die Antriebsschleifscheibe herum (wenigstens im unteren Teil der beiden Scheiben) ausgebildet sind, bestehen mehrere Ausführungsvarianten.
  • Insbesondere kann die Durchlaufschiene wenigstens einen Durchlass umfassen, der vorteilhafterweise eine von oben nach unten geneigte Achse aufweist, und/oder der Träger der Durchlaufschiene kann wenigstens einen Durchlass umfassen. Der Träger kann Bestandteil der betreffenden Schutzvorrichtung sein oder aus einem eingesetzten Teil bestehen, das von der Schutzvorrichtung unabhängig ist, mit dieser aber selbstverständlich zusammenwirkt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführensvariante umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden des schmalen Zwischenraums um die Antriebsschleifscheibe und des schmalen Zwischenraums um die Arbeitsschleifscheibe einen ersten Durchlass in der Durchlaufschiene und einen zweiten Durchlass unter der Durchlaufschiene in dem Träger der Schiene.
  • Hinsichtlich der Mittel zum Absaugen der in dem schmalen Zwischenraum um die Arbeitsschleifscheibe kanalisierten Stäube wird auf die nachfolgende Beschreibung hingewiesen. Sie können vorteilhafterweise aus einer einzigen Saugdüse bestehen, die äußerst vorteilhaft am Tiefpunkt der Arbeitsschleifscheibe angeordnet ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gemäß einer Ausführungsvariante in einem Handschuhkasten angeordnet sein.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen 2 und 3 hinsichtlich ihres Verfahrens und ihrer Vorrichtung näher beschrieben.
  • Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass 1 den Stand der Technik darstellt und bereits eingangs dieses Textes erläutert wurde.
  • In 2 und 3 kennzeichnen die Bezugszeichen:
  • 10
    die Arbeitsschleifscheibe,
    20
    die Antriebsschleifscheibe,
    30
    das Pellet während des Schleifens,
    40
    die Durchlaufschiene, auf der das Pellet 30 vorwärts bewegt wird. Das Pellet bewegt sich in Richtung der Achse Oz.
  • Die jeweilige Drehrichtung der Scheiben und der Pellets sind mit weißen Pfeilen angegeben. Die Arbeitsschleifscheibe 10 und die Antriebsschleifscheibe 20 drehen sich in dieselbe Richtung (in 2 und 3 im Uhrzeigersinn), die die Richtung der Schleifwirkung durch die Arbeitsschleifscheibe 10 auf die Tablette 30 bestimmt, und zwar von oben nach unten.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist innerhalb eines Handschuhkastens 60 angeordnet.
  • In kennzeichnender Weise
    • • sind die beiden Scheiben 10 und 20 in einem Gehäuse 50 eingeschlossen, das diese in unmittelbarer Nähe an nahezu ihrem gesamten Umfang umgibt. Mit 51 ist jedoch ein Freiraum ausgebildet. Durch diesen Freiraum 51 tritt das Spülgas ein, das schematisch mit schwarzen Pfeilen gekennzeichnet ist. Durch diesen Freiraum 51 lässt sich auch der laufende Schleifvorgang beobachten. Die Zwischenräume 11 und 21, die um die Scheibe 10 bzw. 20 ausgebildet sind, sind somit schmal;
    • • werden die seitens der Antriebsschleifscheibe 20 erzeugten Stäube fast vollständig über den in der Durchlaufschiene 40 vorgesehenen Durchlass (Schlitz) 41 (hier werden sie unmittelbar nach ihrem Entstehen erfasst) und über den in dem Träger 42 der Durchlaufschiene 40 vorgesehenen Durchlass 43 erfasst (somit wird in D, dem Tiefpunkt der Antriebsschleifscheibe 20, jede Ansammlung von Stäuben vermieden, die durch die Drehung der Antriebsschleifscheibe 20 mitgeführt und in Höhe des ersten Durchlasses 41 nicht erfasst wurden) und seitens der Arbeitsschleifscheibe 10 zusammen mit den seitens der Arbeitsschleifscheibe 10 erzeugten Stäube in dem gasförmigen Strom weiterbe fördert, der zum einen durch die Rotation der Arbeitsschleifscheibe 10 und zum anderen durch die Zwangsabsaugung durch die Saugdüse 70 erzeugt wird,
    • • erfolgt die Absaugung somit seitens der Arbeitsschleifscheibe 10 in Höhe des schmalen Zwischenraums 11. In der dargestellten, vorteilhaften Variante erfolgt sie an einem einzigen Punkt des schmalen Zwischenraums 11, dem Tiefpunkt (Punkt C) der Arbeitsschleifscheibe 10. Die größten mitgeführten Staubpartikel, die dem zentrifugalen Beschleunigungsfeld ausgesetzt: sind (das durch die Rotation der Arbeitsschleifscheibe 10 erzeugt wird), sind in der Nähe der Innenwand des Gehäuses 50 konzentriert und werden somit sicher durch die Düse 70 erfasst. In B wird in dem gasförmigen Strom fast der gesamte beim Schleifen erzeugte Staub erfasst. In C werden die Stäube fast vollständig angesaugt.
  • Der Bereich C–A wird nämlich von zwei gasförmigen Strömen mit entgegengesetzten Richtungen durchströmt:
    • – ein sehr schwacher Strom in Kontakt mit der Arbeitsschleifscheibe 10, der mit dieser durch den "Skineffekt" in Drehrichtung der Scheibe mitgeführt wird;
    • – ein Strom, der fast den gesamten schmalen Zwischenraum 11 ausfüllt und durch die Absaugung der Düse 70 erzeugt wird.
  • Zwischen diesen beiden Strömen erlauben es die Turbulenzen, die gegebenenfalls in Richtung A mitgeführten Staubpartikel zu C (und somit zu der danach angeordnete Staubverarbeitungseinheit) zurückzuführen. Dieser Effekt wird durch die Kombination der nachstehend aufgeführten Mittel erzielt, die der Fachmann zu handhaben versteht:
    • – exakte Platzierung und Auslegung der Saugdüse 70,
    • – Saugleistung der Düse 70,
    • – Abmessungen der Zwischenräume 11 und 21.
  • Die Erfindung wurde von der Anmelderin innerhalb einer Vorrichtung ausgeführt, wie schematisch in 2 und 3 dargestellt. Rein aus Veranschaulichungsgründen sind nachfolgend die wichtigsten Betriebsparameter angeführt.
  • Die zu schleifenden Pellets, Pellets aus PuO2 + UO2, weisen folgende Abmessungen auf:
    Länge allgemein zwischen 10 und 14 mm,
    Durchmesser allgemein zwischen 8 und 11 mm.
  • Nach dem Schleifen müssen sie einen dem Lastenheft entsprechenden Durchmesser aufweisen.
  • Die Arbeitsschleifscheibe mit einem Durchmesser von 350 mm und einer Breite von 120 mm dreht sich mit 1500–1600 Umdrehungen/min, wohingegen sich die Antriebsschleifscheibe mit einem Durchmesser von 230 mm und einer Breite von 120 mm mit 40 bis 60 Umdrehungen/min dreht.
  • Die beiden Scheiben sind in einer Schutzvorrichtung in der Art eines Gehäuses 50 eingeschlossen, von dem diese umgeben sind, wobei schmale Freiräume bestehen bleiben (Breite der Zwischenräume 11 und 21 etwa 6 mm im Radius; Breite zwischen den Scheiben und den senkrechten Wangen der Schutzvorrichtung etwa 1,5 mm, diese Zwischenräume sind in 2 nicht dargestellt).
  • Ausgehend von einer Saugleistung Q von etwa 150 Nm3/h werden unter derartigen Bedingungen die in Kontakt mit der Arbeitsschleifscheibe verbliebenen Partikel durch den gasförmigen Strom zwischen der Arbeitsschleifscheibe und ihrer Schutzvorrichtung allmählich nach C befördert und der Ausstoßfluss in A ist praktisch gleich null. In A besteht daher keinerlei Staubausstoß und somit ist die Verschmutzung des Handschuhkastens, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet ist, praktisch gleich null.
  • Eine Saugleistung zwischen 150 und 175 Nm3/h (bei einer Breite der Arbeitsschleifscheibe von 120 mm) schränkt jede Staubrückhaltung im Inneren der Vorrichtung ein und verursacht keinen Ausstoß der Stäube aus der Vorrichtung in den Handschuhkasten.
  • Es war keineswegs vorhersehbar, dass mit angemessenen Einwirkungen auf die durchzuführende Absaugung dieses gute Ergebnis hinsichtlich einer verringerten, ja nahezu nicht vorhandenen Verunreinigung des Handschuhkastens zu erzielen war. Die Anmelderin sah zunächst den Einsatz einer Gaseinströmdüse nach dem Punkt C vor, um die auf die andere Seite der Düse beförderten Partikel zu dem Punkt C, das heißt der Saugdüse, zurückzuleiten. Es zeigte sich jedoch, dass der Einsatz einer derartigen Düse nicht erforderlich war.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Schleifen von zylindrischen Gegenständen (3; 30) durch schleifende Einwirkung einer Arbeitsschleifscheibe (1; 10) auf deren äußere Oberfläche; wobei die Gegenstände (3; 30) unter der Einwirkung einer Antriebsschleifscheibe (2; 20) über die gesamte Breite der Arbeitsschleifscheibe (1; 10) kontinuierlich bewegt werden auf einer Durchlaufschiene (4; 40), welche zwischen der Arbeitsschleifscheibe (1; 10) und der Antriebsschleifscheibe (2; 20) angeordnet ist; wobei die Arbeitsschleifscheibe (1; 10) und die Antriebsschleifscheibe (2; 20) in der gleichen Richtung rotiert werden, und zwar in einer solchen Richtung, dass die Einwirkung der Arbeitsschleifscheibe (1; 10) auf die Gegenstände (3; 30) von oben nach unten erfolgt, und wobei das Verfahren in einer offenen Schutzvorrichtung (5 + 5'; 50) mit Ansaugung der erzeugten Schleifstäube ausgeführt wird; dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – das statische und dynamische Einschließen der erzeugten Schleifstäube in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche der Arbeitsschleifscheibe (10) und der Antriebsschleifscheibe (20); – das Mitschleppen von praktisch allen erzeugten und seitens der Arbeitsschleifscheibe (10) und seitens der Antriebsschleifscheibe (20) eingeschlossenen Stäuben in Richtung der Unterseite der Arbeitsschleifscheibe (10) in einem gasförmigen Strom, hervorgerufen durch die Rotation der Arbeitsschleifscheibe (10) und durch das Ausführen einer Zwangsansaugung; – die Entnahme von praktisch der Gesamtheit der erzeugten, eingeschlossenen und mitgeschleppten Stäube durch die Zwangsansaugung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten, seitens der Antriebsschleifscheibe (20) eingeschlossenen Stäube für deren Mitschleppen, von Seiten der Arbeitsschleifscheibe (10), über wenigstens einen Durchgang (41), welcher in der Durchlaufschiene (40) vorgesehen ist, transferiert werden, wobei der Durchgang (41) vorteilhafterweise eine von oben nach unten geneigte Achse aufweist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten, seitens der Antriebsschleifscheibe (20) eingeschlossenen Stäube für deren Mitschleppen, von Seiten der Arbeitsschleifscheibe (10), über wenigstens einen Durchgang (43), welcher unter der Durchlaufschiene (40) auf der Höhe der Unterseite der Antriebsschleifscheibe (20) angeordnet ist, transferiert werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten, seitens der Antriebsschleifscheibe (20) eingeschlossenen Stäube für deren Mitschleppen, von Seiten der Arbeitsschleifscheibe (10), über einen ersten Durchgang (41), welcher in der Durchlaufschiene (40) vorgesehen ist, und über einen zweiten Durchgang (43), welcher unter der Durchlaufschiene (40) auf der Höhe der Unterseite der Antriebsschleifscheibe (20) angeordnet ist, transferiert werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten, eingeschlossenen und in Richtung der Unterseite der Arbeitsschleifscheibe (10) mitgeschleppten Stäube durch Ansaugung tangential an dem Tiefpunkt der Arbeitsschleifscheibe (10) entnommen werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der durch Ansaugung entnommenen Gase deutlich höher ist als die Geschwindigkeit der mitgeschleppten Gase stromabwärts von der Entnahme, durch die Rotation der Arbeitsschleifscheibe (10).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es innerhalb eines Kastens mit Handschuhfunktion (60) ausgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es für das Schleifen von Pellets (30) aus Kernbrennstoff ausgeführt wird.
  9. Vorrichtung zum Schleifen von zylindrischen Gegenständen (3; 30), welche für das Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist, umfassend, angeordnet in einer offenen Schutzvorrichtung (5 + 5'; 50): – eine Arbeitsschleifscheibe (1; 10), – eine Antriebsschleifscheibe (2; 20), – Mittel zum Rotieren der beiden Scheiben (1, 2; 10, 20) mit geeigneten Geschwindigkeiten in der gleichen Richtung, wobei die Richtung so ausgewählt wird, dass die Einwirkung der Arbeitsschleifscheibe (1; 10) auf die Gegenstände (3; 30) von oben nach unten erfolgt, – eine Durchlaufschiene (4; 40), welche zwischen den beiden Scheiben (1, 2; 10, 20) geeignet angeordnet ist, welche für das Stützen und die Bewegung der Gegenstände (3; 30) über die gesamte Breite der Arbeitsschleifscheibe (1; 10) geeignet ist, – Mittel (7, 7', 7''; 70) für das Ansaugen der Schleifstäube; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: – sich diese innerhalb der Schutzvorrichtung (50) maximal an die Arbeitsschleifscheibe (10) und die Antriebsschleifscheibe (20) derart anschmiegt, dass nur schmale Räume (11, 21) an deren Peripherie, welche für die Zirkulation des mehr oder weniger mit Schleifstäuben beladenen gasförmigen Stroms bestimmt sind, beibehalten werden; und dies auf wenigstens dem halben Umfang, vorteilhafterweise auf wenigstens drei Vierteln des Umfangs von jeder der beiden Scheiben (10, 20); wobei diese halben und dreiviertel Umfänge so berechnet sind, dass sie ausgehend von dem oberen Niveau der Durchlaufschiene (40) nach unten laufen; – sie Mittel (41, 43) umfasst, um den schmalen Raum (21) um die Antriebsschleifscheibe (20) herum und den schmalen Raum (11) um die Arbeitsschleifscheibe (10) herum miteinander zu verbinden; wobei die Mittel (41, 43) in und/oder unter der Durchlaufschiene (40) lokalisiert sind; und dass – die Ansaugmittel (70) der Stäube so positioniert sind, dass sie ihre Wirkung an wenigstens einem Punkt des schmalen Raums (11), welcher die Arbeitsschleifscheibe (10) umgibt, stromabwärts, bezogen auf die Rotationsrichtung der Arbeitsschleifscheibe (10), von der Mündung der Verbindungsmittel (41, 43) ausüben.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (50) in dem Bereich (51), welcher sich über der Durchlaufschiene (40) erstreckt, zu Sichtzwecken und zu Zwecken einer Versorgung mit Gas offen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufschiene (40) wenigstens einen Durchgang (41) für die Verbindung des schmalen Raums (21) um die Antriebsschleifscheibe (20) herum und des schmalen Raums (11) um die Arbeitsschleifscheibe (10) herum umfasst, wobei der Durchgang (41) vorteilhafterweise eine von oben nach unten geneigte Achse aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (42) der Durchlaufschiene (40), welcher ein Teil der Schutzvorrichtung (50) oder ein aufgesetztes Teil ist, wenigstens einen Durchgang (43) für die Verbindung des schmalen Raums (21) um die Antriebsschleifscheibe (20) herum und des schmalen Raums (11) um die Arbeitsschleifscheibe (10) herum umfasst.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie für die Verbindung des schmalen Raums (21) um die Antriebsschleifscheibe (20) herum und des schmalen Raums (11) um die Arbeitsschleifscheibe (10) herum einen ersten Durchgang (41) in der Durchlaufschiene (40) und einen zweiten Durchgang (43) unter der Durchlaufschiene in dem Träger (42) der Leiste (40) umfasst.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugmittel (70) aus einer einzigen Ansaugdüse bestehen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugdüse (70) tangential an dem Tiefpunkt der Arbeitsschleifscheibe (10) angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Kasten mit Handschuhfunktion (60) angeordnet ist.
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