ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО КОНТЕЙНЕРА

Устройство может быть использовано при транспортировке крупнотоннажных контейнеров, в том числе и в составе транспортно упаковочных комплектов, предназначенных для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива.
Известно демпферное устройство контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, включающее металлическую оболочку внутри которой находятся слои из деревянных демпфирующих элементов, чередующиеся со слоями из металлических элементов, имеющих трубчатое сечение [1].
Недостатком известного демпферного устройства контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива является то, что промежуточные слои из металлических элементов полностью разделены между собой элементами из древесины, которая обладает плохой теплопроводностью, в связи с чем, будет затруднен отвод тепла от контейнера кроме того, такая конструкция обладает большой трудоемкостью работ по изготовлению, связанной с необходимостью заполнения большого внутреннего пространства оболочки демпферного устройства контейнера элементами из разнородного материала.
Известен транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения отработавших тепловыделяющих сборок, содержащий корпус контейнера, выполненный из высокопрочного, чугуна с шаровидным графитом, внутреннюю и наружные крышки, выполненные их нержавеющей стали, установленные на корпусе со средствами крепления и уплотнения, и образующие с корпусом два барьера герметичности, чехол с каналами из нержавеющей стали, зафиксированный в герметичном стакане, установленном с натягом в корпусе контейнера и облицовку из нержавеющей стали внутренней поверхности корпуса, поверхности корпуса под установку крышек и части наружной поверхности корпуса в местах установки деревянных демпферов, заключенных в оболочку из нержавеющей стали и установленных на торцах контейнера. Нижний и верхний деревянные демпферы стянуты между собой и выполнены из элементов, расположенных послойно с чередованием продольного и поперечного положения слоев [2].
Недостатком известного торцевого демпфера контейнера является то, что он недостаточно эффективно гасит вредную энергию удара, кроме того, затрудняет отвод тепла от торцевых поверхностей контейнера.
Технический результат предлагаемой конструкции защитного устройства контейнера заключается в том, что она эффективно гасит энергию удара при падении контейнера под любым углом к горизонту, обеспечивает хороший отвод тепла от поверхностей контейнера, охватываемых защитным устройством, обладает высокой технологичностью изготовления и монтажа.
Достигается технический результат тем, что в качестве демпфирующих элементов используются капсулы имеющие металлическую стенку, уложенные по меньшей мере в один ряд и заполненные древесными элементами небольшой величины, например, спрессованными стружками (опилками).
Использование сборной конструкции защитного устройства, когда внутрь наружной оболочки помещаются капсулы определенной геометрической формы и размера позволит повысить технологичность его изготовления за счет облегчения сборки по сравнению с существующими конструкциями, когда небольшими демпфирующими элементами заполняется сразу весь большой внутренний объем демпфера.
Кроме того, использование металлических оболочек капсул при наполнении оболочки защитного устройства позволяет придать им практически любую геометрическую форму, и тем самым использовать в конструкции защитных устройств с различной геометрической формой внешней оболочки.
Использование в качестве демпирующего материала спрессованных стружек (опилок) позволит существенно повысить демпирующие свойства защитного устройства за счет того, что энергия удара будет рассеиваться не только за счет деформаций волокон древесины, но и за счет трения между отдельными элементами демпфирующего наполнителя - стружками (опилками). Кроме того, повысится защитная способность при взаимодействии с посторонним предметом, имеющим небольшую площадь поверхности контакта, например, падении на штырь небольшого диаметра. В этом случае за счет наличия большого количества мелких составляющих демпфирующего наполнителя с хаотичной ориентацией волокон внутри капсулы демпфирующий материал будет эффективно препятствовать проникновению в него инородного тела и за счет внутренних деформаций и внутреннего трения хорошо рассеивать вредную энергию удара, защищая тем самым содержимое контейнера от повреждения.
Использование в качестве демпфирующего материала древесных элементов небольших геометрических размеров позволит их полностью пропитать специальными модифицирующими составами, например, антисептиком, огнезащитным и водоотталкивающим составам и т.п., что позволит обеспечить необходимый срок их службы, соответствие защитных свойств контейнера установленным нормам, в различных аварийных условиях, например, при попадании в очаг пожара. Кроме того, за счет возможности применения при прессовании специальных связующих растворов, например, клеевых, можно существенно повысить силу сцепления между отдельными частицами демпфирующего материала, что приведет к улучшению его показателей по рассеиванию вредной энергии удара.
Наличие металлической оболочки у капсул, выполняющей функцию формообразующего элемента, позволит улучшить отвод тепла от участков корпуса контейнера, охватываемых защитным устройством, таким образом, металлические оболочки капсул будут выполнять не только роль формообразующего элемента, но и обеспечивать хороший отвод тепла.
Для обеспечения устойчивого положения контейнера в горизонтальном (транспортном) положении на боковой поверхности защитного устройства предусмотрены плоские участки.
На фиг.1, фиг.2 схематично показан общий вид защитного устройства контейнера. На фиг.3 показано сечение А-А защитного устройства контейнера. На фиг.4 показано сечение Б-Б защитного устройства контейнера с капсулами, наполненными демпфирующим материалов, уложенными в один слой. На фиг.5 показано сечение Б-Б защитного устройства контейнера с капсулами, наполненными демпфирующим материалом, уложенными в два слоя.
Защитное устройство 1 контейнера 2 содержит металлический кожух 3, имеющий плоские поверхности, служащие для удобства его фиксирования в горизонтальном (транспортном) положении. Внутри металлического кожуха 3 расположены капсулы 4, имеющие металлическую оболочку 5 и наполненные демпфирующим материалом 6.
Защитное устройство 1 контейнера 2 устанавливается с торцевой поверхности контейнера с частичным охватом его боковой поверхности.
При транспортировке контейнера используются, как правило, два защитных устройства аналогичной конструкции, устанавливаемые одно со стороны днища 7 другое с противоположной стороны - со стороны крышки 8 контейнера 2.
Работа защитного устройства контейнера осуществляется следующим образом. При установке контейнера в вертикальном положении на горизонтальное основание вес контейнера воспринимается металлической оболочкой и ее наполнителем - капсулами, имеющими металлическую оболочку и наполненными демпфирующим материалом. Число и размеры капсул 4 должны быть такими, чтобы они полностью заполняли внутренне пространство металлического кожуха 4 защитного устройства 1. При этом должна обеспечиваться устойчивость контейнера с установленными на нем защитными устройствами в вертикальном положении. При возникновении аварийной ситуации, например падении с транспортного средства, вредная энергия удара будет переходить в энергию деформации капсул 4 и рассеиваться за счет их наполнения демпфирующим материалом.
При падении контейнера 2 в вертикальном положении вся ударная нагрузка будет восприниматься капсулами 4 защитного устройства 1, находящимися со стороны торцевой поверхности контейнера 2. При падении контейнера в горизонтальном положении нагрузку будут воспринимать капсулы 4, расположенные в той части защитного устройства 1, которая охватывает боковую поверхность контейнера. При падении контейнера 2 под углом к горизонту ударная нагрузка будет восприниматься капсулами 4 расположенными как со стороны торцевой поверхности контейнера 2, так и расположенными в той части защитного устройства 1, которая охватывает боковую поверхность контейнера 2.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Описание полезной модели к патенту RU 114739, опубл. 10.04.2012.
2. Описание полезной модели к патенту RU 56704, опубл. 10.09.2006.
3.Радченко М.В. Обоснование прочности контейнеров для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива с корпусом из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом автореф. на соиск. уч. степ. канд техн. наук по спец. 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры, 2007 г.