Блок радиационной обработки объектов (варианты)
RADIATION PROCESSING UNIT FOR FACILITIES (OPTIONS)

Изобретение относится к области санитарной обработки и стерилизации различных материалов, например медицинских инструментов или продуктов питания, путем радиационной обработки.
По патенту RU 121446 известен блок радиационной обработки объектов пучком ускоренных электронов, содержащий высокочастотный ускоритель электронов, индивидуальную радиационную защиту, обеспечивающую поглощение тормозного излучения от ускорителя и из зоны облучения, тоннель для перемещения объектов обработки через зону облучения, транспортную систему в виде реверсивной каретки, обеспечивающую перемещение объектов обработки через зону облучения, при этом блок оборудован устройством переворота и перемещения объектов обработки из зоны загрузки после одностороннего их облучения в зону разгрузки с целью повторного облучения объектов с противоположной стороны, выполненным в виде манипулятора, состоящего из привода, штанги, контейнера.
Недостатком известного устройства является низкая производительность, сложность конструкции транспортной системы.
По патенту US 3224562 конвейерная система, содержащаяся в устройстве для обработки объектов проникающим излучением, включающая бесконечный конвейер, огибающий источник излучения в вертикальном направлении и состоящий из двух цепей, соединенных поперечными стяжками, на которые посредством крюков могут зацепляться в ряд две коробки, каждая из цепей вращается вокруг цепного колеса, образуя с двух сторон от источника излучения параллельные вертикальные участки, по которым проходит каждая перемещаемая пара коробок.
Недостатком известного устройства является низкая производительность, сложность конструкции, невозможность использования в горизонтальной плоскости.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является известная по патенту US 5994706 система облучения изделий, включающая источник излучения, тоннель, оборудованный системой радиационной защиты, охватывающий части конвейерной системы от области облучения до участков погрузки и разгрузки, конвейерную систему, состоящую из первого конвейера, предназначенного для транспортировки изделий из загрузочной зоны через зону облучения в зону разгрузки и имеющую траекторию с четырьмя разворотами, и второго конвейера, размещенного перпендикулярно к прямым участкам первой конвейерной системы, расположенным между парами смежных разворотов.
Недостатком известного устройства является низкая производительность.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение производительности без снижения качества обработки.
Технический результат достигается тем, что в блоке радиационной обработки объектов, включающем источник излучения, тоннель, оборудованный системой радиационной защиты, охватывающий части конвейерной системы от области облучения до участков погрузки и разгрузки, согласно первому варианту изобретения конвейерная система выполнена многоярусной и содержит по меньшей мере два размещенных одно над другим конвейерных устройства, движущихся в одном направлении и выполненных с возможностью движения с разными скоростями относительно друг друга и относительно источника излучения. Расстояние по высоте между несущими поверхностями конвейерных устройств выполнено с возможностью регулировки и составляет от 50 до 1500 мм.
В блоке радиационной обработки объектов согласно второму варианту изобретения конвейерная система выполнена в виде размещенных параллельно друг другу в горизонтальной плоскости по меньшей мере двух конвейерных устройств, движущихся в одном направлении и выполненных с возможностью движения с разными скоростями относительно друг друга и относительно источника излучения.
Поскольку при облучении электронным пучком или рентгеновскими лучами каждый объект должен получить нормированную дозу, при этом доза облучения регламентируется интенсивностью и временем облучения, а возможная толщина обрабатываемого слоя в зависимости от плотности обрабатываемого продукта может достигать больших величин, а зона облучения занимает, по сути, весь объем рабочей камеры блока радиационной обработки, есть необходимость максимально эффективно использовать энергию излучателя. С целью эффективного и полного использования энергии источника излучения конвейерная система согласно первому варианту изобретения выполнена многоярусной и содержит по меньшей мере два размещенных одно над другим конвейерных устройства, движущихся в одном направлении, что позволяет повысить производительность устройства вследствие увеличения количества одновременно обрабатываемых объектов.
Выполнение в случае технологической необходимости и достаточной ширине тоннеля согласно второму варианту изобретения конвейерной системы в виде размещенных параллельно друг другу в горизонтальной плоскости по меньшей мере двух конвейерных устройств позволяет также повысить производительность устройства вследствие увеличения количества одновременно обрабатываемых объектов, при этом облегчаются подача изделий на конвейерные устройства и прием изделий после обработки.
Поскольку обрабатываемые объекты на конвейерном устройстве, находящемся ближе к источнику излучения, подвергаются более интенсивной обработке, а энергия источника излучения при этом частично гасится, то конвейерные устройства согласно первому и второму вариантам изобретения выполнены с возможностью движения с разными скоростями относительно друг друга и относительно источника излучения, при этом конвейерные устройства, находящиеся дальше от источника излучения, движутся медленнее. При этом скоростной режим каждого конвейерного устройства при обработке продукции электронами  имеет диапазон от 0,1 до 1,5 м/с, а скоростной режим каждого конвейерные устройства при обработке продукции под рентгеновскими лучами  имеет скоростной режим от 0,1 до 1 м/с. Скоростной режим регулируется в зависимости от интенсивности излучения, типа источника излучения, а так же размера и плотности обрабатываемых изделий.
В связи с тем, что проникающая способность рентгеновского излучения и гамма- излучения в продукции с плотностью от 0,2 до 2 единиц составляет от 300 до 1500 мм, представляется возможным использовать всю толщину проникающего излучения как рентгеновского, так и гамма, если размещать коробки на одноярусном конвейере друг на друге в случае вертикального облучения и  рядом друг с другом в случае горизонтального облучения. Однако, в результате исследований поглощенной дозы по однородности проникновения энергии в глубину продукции мы определили закономерность увеличения коэффициента неоднородности поглощенной дозы в зависимости от увеличения толщины обрабатываемой продукции. Отрицательным эффектом при этом будет очень большой коэффициент распределения поглощенной дозы между крайними коробками. В данном случае придется многократно пропускать для облучения коробки из разных рядов, что повлияет на неопределенность получаемых доз в продукции. Заявленное техническое решение в виде многоярусного конвейера решает задачу обеспечения однородности поглощенной дозы при одновременном увеличении пропускной способности, поскольку, чем тоньше обрабатываемая продукция, при условии обработки ее рентгеновским излучением, а также гамма-излучением, тем однороднее поглощенная доза.
Сущность заявленного изобретения поясняется рисунками
На фиг. 1 изображен блок радиационной обработки объектов, выполненный по первому варианту изобретения.
На фиг. 2 изображен блок радиационной обработки объектов, выполненный
по второму варианту изобретения.
На фиг. 3 и 4 показано распределение поглощенной дозы предметом с плотностью единица и толщиной 10 см.
На фиг. 5 и 6 показано распределение поглощенной дозы предметом с плотностью единица и толщиной 20 см.
Блок радиационной обработки объектов содержит источник излучения 1, тоннель, оборудованный системой радиационной защиты, охватывающий части конвейерной системы 2 от области облучения до участков погрузки и разгрузки, где по первому варианту изобретения конвейерная система 2 выполнена многоярусной и содержит по меньшей мере два размещенных одно над другим конвейерных устройства 3. Блок радиационной обработки объектов, включающий источник излучения 1, тоннель, оборудованный системой радиационной защиты, охватывающий части конвейерной системы 2 от области облучения до участков погрузки и разгрузки, где конвейерная система 2 выполнена в виде размещенных параллельно друг другу в горизонтальной плоскости по меньшей мере двух конвейерных устройств 3.
В блоке радиационной обработки объектов, выполненном по второму варианту изобретения, размещенные одно над другим конвейерные устройства могут быть смещены относительно друг друга в диагональном направлении.
Блок радиационной обработки объектов с заявленной конвейерной системой возможно максимально компактно разместить в стесненных производственных помещениях ранее построенных производств. Для уменьшения габаритов блока необходимо максимально эффективно использовать способы прохождения обслуживающего персонала для обслуживания частей ускорителя, а также конвейерных систем подачи продукции под облучатель. При этом тоннель-лабиринт может использоваться как для подачи продукции по конвейерной системе, так и для прохождения персонала к ускорителю. В рабочем режиме, при подаче продукции под ускоритель, многоярусный конвейер имеет общую высоту в пределах от 1 до 3 м. Технологическая особенность крепления ярусов в многоярусном конвейере позволяет сложить конвейерные линии (ярусы) в крайнюю нижнюю точку, предоставляя тем самым пустой объем прохода по лабиринту для прохождения персонала к ускорителю. Преимущественная ширина рабочей поверхности конвейера на каждом ярусе составляет от 300 до 600 мм, максимальный размер коробки, которая будет двигаться по конвейеру, 400Х500 мм. Регулировка скоростей конвейерных устройств относительно друг друга может осуществляться различными способами.