一种报废核仪器销毁回收设备 |
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| 申请号 | CN202110892565.5 | 申请日 | 2021-08-04 | 公开(公告)号 | CN113578929B | 公开(公告)日 | 2022-06-21 |
| 申请人 | 中国人民解放军69007部队; | 发明人 | 徐华龙; 韩万飞; 李超; 韩莎莎; 曹美文; 孟鲁斌; 张敏; 周永斌; 李中原; 商培; 李江南; 周佳伟; 马金浩; 刘一徽; 陈映忠; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种报废核仪器销毁回收设备，包括人员防护组件、拆解工具组件、 放射源 转运组件和剂量监督组件，以实现报废核仪器快速拆解和放射源的安全储存与转运；人员防护组件包括防护服、防护手套和防护面罩；拆解工具组件包括电动工具组、放射源手动夹具和废物 吸附 收纳装置；废物吸附收纳装置采用大吸 力 空气吸附装置，加装带有滤膜；放射源转运组件包括转运箱、传送装置和计数装置；剂量监督组件包括个人剂量监测仪与声光报警器，个人剂量监测仪内设有 单片机 用来监测 X射线 和γ射线， 剂量率 和累积剂量同时显示，人剂量监测仪在测量范围内，可任意设置各种 阈值 报警值，通过声光报警器发生声光报警及时提醒工作人员注意安全。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种报废核仪器销毁回收设备，其特征在于，包括人员防护组件、拆解工具组件、放射源转运组件和剂量监督组件，以实现报废核仪器快速拆解和放射源的安全储存与转运； |
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| 说明书全文 | 一种报废核仪器销毁回收设备技术领域[0001] 本发明属于核仪器回收装置技术领域，具体涉及一种报废核仪器销毁回收设备。 背景技术[0002] 目前，每年都担负大量报废核仪器销毁任务，且待销毁的报废核仪器均系几十年前生产的老旧核仪器，这些仪器大都配有不同类型和强度的检查或训练用放射源，且数量大、种类多。报废核仪器及涉放射源仪器装备的处置，一般可区分为大型涉核仪器设备和涉核小型仪器装备。大型涉核仪器设备的销毁处置一般交由拥有专业处置场所和配套监测设备，具备较强防护和处置能力的管理部门和单位处理。处理过程需考虑场所和人员辐射防护的国家标准。涉核小型仪器和便携设备的报废销毁一般由使用单位上交至区域管理部门，对内置放射源进行拆解（参考销毁技术丛书）后，按照放射源种类进行分类包装，并按照射线种类、强度进行集中收储或埋存。 [0003] 近年来，报废核仪器年度销毁数量大，销毁工作中需对报废核仪器中的放射源进行拆除及处理。同时，随着近年来核技术的不断广泛应用，地方单位的工业、科研、教育、医疗、能源等行业使用的核仪器数量亦急剧增长，产生的报废核仪器数量亦十分巨大。在此过程中，存在以下问题：一是销毁人员一般均使用普通的拆解工具，拆解速度慢、效率低，人员接触放射源时间长；二是由于缺乏专用的放射源临时回收转运装置，容易导致放射源在开放空间暴露面过大暴露时间过久；三是人员操作中存在直接接触或较近距离接触放射源的情况；四是一般的防护服装器材在进行仪器拆解工作中行动多有不便，且在特殊姿态下易暴露人体要害部位，易导致防护不到位的现象。 [0004] 综合上述现存问题，针对涉核小型仪器和便携设备的销毁处理工作，有必要设计一种具备高效拆解、完整防护和剂量监测报警功能的专用工具箱组，以提高报废核仪器销毁工作中的防护水平和作业效率，保障销毁工作安全高效完成。 发明内容[0005] 针对当前报废核仪器报废处置中拆解速度慢、效率低，缺乏专用临时回收转运装置，人员接触放射源距离近、时间长，且操作中穿着普通防护服行动不便、特殊姿态下易暴露等问题，本发明提供一种报废核仪器销毁回收设备。 [0006] 为了达到上述目的，本发明技术方案如下： [0007] 一种报废核仪器销毁回收设备，包括人员防护组件、拆解工具组件、放射源转运组件和剂量监督组件，以实现报废核仪器快速拆解和放射源的安全储存与转运；所述人员防护组件包括符合人体工程学原理的防护服、防护手套和防护面罩；所述拆解工具组件包括电动工具组、放射源手动夹具和废物吸附收纳装置；废物吸附收纳装置采用大吸力空气吸附装置，加装带有滤膜；所述放射源转运组件包括具备防护屏蔽功能便于临时储存转运放射源的转运箱、传送装置和计数装置；所述剂量监督组件包括个人剂量监测仪与声光报警器，个人剂量监测仪内设有单片机用来监测X射线和γ射线，剂量率和累积剂量同时显示，人剂量监测仪在测量范围内，可任意设置各种阈值报警值，通过声光报警器发生声光报警及时提醒工作人员注意安全。 [0008] 进一步的，所述防护服根据拆解对象辐射水平，分为长袖连体铅防护服、分体式轻薄型防护服、铅背心+铅三角裤以及分体短袖/长袖护裙四个类型。 [0009] 进一步的，所述防护手套根据所操作放射源的强度，分为分指防护铅手套和超薄介入铅手套。 [0010] 进一步的，所述防护面罩分为全防型防护面罩、带帽型面罩，铅当量>0.1mmPb，防护角度≥270度。 [0011] 进一步的，所述电动工具组包括手持式无刷电批、不同型号的螺丝刀和移动电缆盘，手持式无刷电批具有多级双向可调转速；所有螺丝刀与手持式无刷电批的对接口径一致；移动电缆盘与手持式无刷电批电源适配，以满足室外作业供电需求。 [0012] 进一步的，所述放射源手动夹具包括夹具主体和与夹具主体适配的多个不同类型的工作钳头，工作钳头包括八寸钢丝钳、修口钳、电子钳、鸭嘴钳各一个，分别用于拆解仪器内部电缆、管线、连接金属盒塑料部件，其中鸭嘴钳用于仪器内部不易达到位置放射源的夹取和转移。 [0013] 进一步的，所述转运箱包括从上而下分布的箱体和底座，箱体位于底座上方；箱体的顶部和底部为开口，且分别设有抽拉式挡板；箱体的侧壁上和挡板上靠近抽拉口的一端均设有操作把手；底座底端设有带锁止功能的万向轮，方便移动和固定。 [0014] 进一步的，所述传送装置包括双轨传送带和能够双向运行的驱动电机，驱动电机的正反转带动双轨传送带实现双向运行；双轨传送带中每个单轨传送带的侧边分别设有支架套边，支架套边采用分段可拆式结构，每段支架套边下部皆设有一个支撑框架，每个支撑框架下部连接有滚动轮的可调节的支腿，通过每个支腿上的螺杆与支撑框架上的螺母的上下拧动实现传送装置升高与降低的调整，所有支腿同时顺时针拧紧到一定高度，可实现传送装置的降低，所有支腿同时逆时针拧松到一定高度，可实现传送装置的升高。 [0015] 进一步的，每个所述支腿下设有两个滚动轮。 [0017] 进一步的，所述个人剂量监测仪内置内存器容纳大，可存贮约一周的数据。 [0018] 有益效果：本发明具备多种类型接口的拆解工具组件，能高效拆解目前报废涉放射源仪器的机用靶源，放射源转运组件能够实现自动传输和计数，有效提高作业效率减少放射源接触，人员防护组件能在作业过程中有效提高人体防护面积，结合配备的剂量监督组件，实现了报废涉核仪器安全高效拆解的目标。整套装置简单实用，安全高效，具有极强的实用性，推广价值高，经济效益明显，可广泛应用于报废核仪器、装置的销毁工作，提高销毁工作安全性和作业效率。本发明同样适用于地方核仪器的报废处置。从军地两用的特点出发，应用的总体潜在需求巨大。另外，在不降低性能指标的前提下，采用了性价比较高的部件和元器件，主要功能部件采用了国内成熟产品，总体成本较低，与目前同类装置价格相比有较大的价格优势。同时，主要部件采用国产元器件使后续的维修成本也大幅降低。该装置设计符合标准化、通用化、系列化、组合化要求；产品设计图样和技术文件完整、统一、准确，元器件有稳定的供货来源，符合量产相关标准的规定，可以指导批量生产。在广泛推广后，将产生较大的经济效益。附图说明 [0019] 图1为本发明的结构示意图； [0020] 图2为本发明的不同形式的两种防护服结构示意图； [0021] 图3为本发明的电动工具组结构示意图； [0022] 图4为本发明的放射源手动夹具结构示意图； [0023] 图5为本发明的废物吸附收纳装置结构示意图； [0024] 图6为本发明的转运箱结构示意图； [0025] 图7为本发明的传送装置和计数装置的俯视图； [0026] 图8为本发明的传送装置和计数装置的侧视图； [0027] 图9为本发明的剂量监督组件结构示意图。 [0028] 图中，1‑人员防护组件，2‑拆解工具组件，3‑放射源转运组件，4‑剂量监督组件；11‑防护服、12‑防护手套、13‑防护面罩； [0029] 21‑电动工具组、22‑放射源手动夹具、23‑废物吸附收纳装置； [0030] 31‑转运箱、32‑传送装置、33‑计数装置； [0031] 41‑个人剂量监测仪、42‑声光报警器； [0032] 211‑手持式无刷电批，212‑螺丝刀，213‑移动电缆盘； [0033] 221‑夹具主体，222‑工作钳头； [0034] 311‑箱体，312‑底座，313‑开口，314‑挡板，315‑操作把手，316‑万向轮； [0035] 321‑双轨传送带，322‑驱动电机，323‑支架套边，324‑支撑框架，325‑支腿，326‑滚动轮； [0036] 331‑红外触发计数器，332‑光电开关。 具体实施方式[0037] 以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。 [0038] 一种报废核仪器销毁回收设备，如图1至图9所示，包括人员防护组件1、拆解工具组件2、放射源转运组件3和剂量监督组件4，以实现报废核仪器快速拆解和放射源的安全储存与转运；所述人员防护组件1包括符合人体工程学原理的防护服11、防护手套12和防护面罩13；所述拆解工具组件2包括电动工具组21、放射源手动夹具22和废物吸附收纳装置23；废物吸附收纳装置23采用大吸力空气吸附装置，加装带有滤膜；所述放射源转运组件3包括具备防护屏蔽功能便于临时储存转运放射源的转运箱31、传送装置32和计数装置33；所述剂量监督组件4包括个人剂量监测仪41与声光报警器42，个人剂量监测仪41内设有单片机用来监测X射线和γ射线，人剂量监测仪41在测量范围内，可任意设置各种阈值报警值，通过声光报警器42发生声光报警及时提醒工作人员注意安全。 [0039] 如图2所示，防护服11根据拆解对象辐射水平，分为长袖连体铅防护服、分体式轻薄型防护服、铅背心+铅三角裤以及分体短袖/长袖护裙。具体的， [0040] （1）长袖连体铅防护服11a，铅当量指前身铅当量，一般正面为0.35mmPb‑0.5mmPb；根据国际标准，袖子和背面统一为0.25mmPb； [0041] （2）分体式轻薄型防护服11b，采用新型纳米合成材料制作，上半身采用连体带头套设计，下半身采用双踝收口型长裤设计； [0042] （3）铅背心+铅三角裤11c，仅保护重要部位，背心前片部分重合，增强防护，每片提供0.5mmPb/铅当量，且并不依赖于重叠部分达到这些效果； [0043] （4）分体短袖/长袖护裙11d，护裙带辅助交叉肩带，防脱落。 [0044] 如图1所示，防护手套12根据所操作放射源的强度，分为分指防护铅手套和超薄介入铅手套。具体的， [0045] 一是分指防护铅手套，采用多层铅橡胶制作，适用于较强放射性操作防护，佩戴方便，容易清洗，柔软舒适，铅当量：0.35mmPb；另一是超薄介入铅手套，采用新型纳米合成材料制作，适用于较低射线强度的操作防护，0.007英寸厚，铅当量：≥0.10mmPb。 [0046] 如图1所示，防护面罩13分为全防型防护面罩、带帽型面罩，铅当量>0.1mmPb，防护角度≥270度。 [0047] 所述人员防护组件1还包括帽子、围领、三角巾以及两个方形巾，所有防护配件的当量为0.5mmpb。 [0048] 如图3所示，电动工具组21包括手持式无刷电批211、不同型号的螺丝刀212和移动电缆盘213，手持式无刷电批211具有多级双向可调转速；所有螺丝刀212与手持式无刷电批211的对接口径一致；移动电缆盘213与手持式无刷电批211电源适配，以满足室外作业供电需求。具体的， [0049] 手持式无刷电批211选择符合GBT22679‑2008的手持式无刷电批，力矩范围：0.1‑0.6Nm，空载转速≥750，适用螺钉范围M1.2‑M2.5，配套电源：800EP，净重0.37kg，工作电压DC24V。不同型号螺丝刀212为30个，能够照拆解对象的螺丝口径和类别进行；能够适应目前所有涉核待报废仪器的拆解工作。移动电缆盘213的线缆与绞盘面板设计电流1A，长度30m。 [0050] 如图4所示，放射源手动夹具22包括夹具主体221和与夹具主体221适配的多个不同类型的工作钳头222，工作钳头222包括八寸钢丝钳、修口钳、电子钳、鸭嘴钳各一个，分别用于拆解仪器内部电缆、管线、连接金属盒塑料部件等，其中鸭嘴钳用于仪器内部不易达到位置放射源的夹取和转移。 [0051] 拆解工具组件2还包括一套螺丝刀组合包，适用螺钉范围M1.2‑M2.5。 [0052] 如图6所示，转运箱31包括从上而下分布的箱体311和底座312，箱体311位于底座312上方；箱体311的顶部和底部为开口313，且分别设有抽拉式挡板314。箱体311的侧壁上和挡板314上靠近抽拉口的一端均设有操作把手315。底座312底端设有带锁止功能的万向轮316，方便移动和固定，同时底座312长宽高尺寸按照现役标准转运箱规格设计。具体的，[0053] 箱体311采用长方体结构，内外表面采用不锈钢材料，内部由铅材料灌注填充，最薄处当量>0.35mmPb。 [0054] 如图7和图8所示，传送装置32包括双轨传送带321和能够双向运行的驱动电机322，驱动电机322的正反转带动双轨传送带321实现双向运行；双轨传送带321中每个单轨传送带的侧边分别设有支架套边323，支架套边323采用分段可拆式结构，每段支架套边323下部皆设有一个支撑框架324，每个支撑框架324下部连接有滚动轮的可调节的支腿325，通过每个支腿325上的螺杆与支撑框架324上的螺母的上下拧动实现传送装置32升高与降低的调整，所有支腿同时顺时针拧紧到一定高度，可实现传送装置32的降低，所有支腿同时逆时针拧松到一定高度，可实现传送装置32的升高；另外，每个支腿325下设有两个滚动轮 326。 [0055] 传送装置32传送物品重量<500g，体积<100mm×100mm×100mm，能够满足现有拆卸的报废放射源。双轨传送带321采用直线传送带，采用胶质材质，宽度120mm,，长度300mm，支架高度400mm‑600mm可调，通过。驱动电机322的额定功率30W，采用220V AC电源供电，传送速度0.5m/s‑2m/s，五档可调，可双向运行。 [0056] 如图7和图8所示，计数装置33包括红外触发计数器331和光电开关332，每个传送带321分别设有一个红外触发计数器331，每个红外触发计数器331分别连接有一个光电开关332。具体的， [0057] 红外触发计数器331具备以下功能： ①通过切换可选择计数、计时、转速、线速功能；②单路计数，单路报警输出；触按键设定仪表参数；④具有手动自动复位，掉电保持计数值、参数锁定保护功能；⑤可自由设定延时输出时间；⑥外供DC12V电源；⑦带比例系数及显示小数设定功能。 [0058] 如图9所示，个人剂量监测仪41内置内存器容纳大，可存贮约一周的数据。个人剂量监测仪41采用智能型袖珍仪器，具备以下特点： [0059] 数据存贮量大，具有1500小时的数据存贮能力；阈值报警连续可调，具有累积剂量、剂量率、阻塞、超时等阈值报警功能；自动记录各种数据、断电或更换电池数据不丢失；可显示、累积剂量、剂量率、工作时间、最大剂量率发生时刻及大小、累积剂量阈值、 剂量率阈值等参数；灵敏度高，对环境本底也有响应；体积小、操作简单；抗电磁干扰能力强。剂量监督组件4的技术指标： [0060] ①测量范围：累积剂量当量：Hp（10）0.0μSv‑9999mSv，剂量当量率：Hp（10）0.1μSv/h‑500mSv/h；②固有误差：＜10%（2 mSv/h左右）；③剂量当量率响应：≤±20%（测量范围内）；④能量响应：≤±30% 50KeV～ 60Co；⑤测量时间：300秒～1秒 自动切换；⑥内存：64K 内存可存贮大约一周的数据；⑦报警功能：大于设定的累积剂量或剂量率阈值时有声光报警，并有符号显示，超高剂量报警，当计数管处于超高剂量环境时，连续报警不停，并有符号显示，报警声音强度在30cm处约80dB；⑧欠压指示：电池电压＜1.3±0.05V，仪器显示电池欠压符号；⑨电源功耗：AAA型1.5V碱性电池一节（5号电池）环境本底下连续使用720小时；⑩环境适应性：温度特性：≤±10% ‑10℃～+50℃，湿度特性：≤±10%、0～95%RH（+35℃）。 [0061] 在满足报废核仪器销毁处置任务并确保防护安全性的前提下，达到了以下设计的技战术指标： [0062] （1）具备报废核仪器、放射源快速拆解、安全收纳功能； [0063] （2）具备放射性残留物安全吸附收纳功能； [0064] （3）具有人员安全防护全面和操作行动便捷的特点； [0065] （4）具备人员剂量监督与报警功能。 [0066] 针对当前报废核仪器报废处置中拆解速度慢、效率低，缺乏专用临时回收转运装置，人员接触放射源距离近、时间长，且操作中穿着普通防护服行动不便、特殊姿态下易暴露等问题。针对含放射源仪器销毁拆解、转运、防护等工作的成套工具箱组。包含放射源拆解、暂存转运、人员防护与剂量监督等模块。组配的多种类型接口的放射源拆解电动、手动工具，能高效拆解目前报废涉核仪器的机用靶源。放射源转运装置能够实现自动传输和计数，有效提高作业效率减少放射源接触。个人防护组件能在作业过程中有效提高人体防护面积，结合配备的个人剂量仪，实现了报废核仪器安全高效处置的设计目标，主要有以下几点创新： [0067] （1）设计了符合人体工程学原理的防护服，穿着后便于行走、搬运、坐立和手部活动等动作，同时能在各种姿态下保护人员要害部位。配备轻便灵活的防护手套和防护眼镜，实现人员在多种姿态下的安全防护； [0068] （2）设计了集成具备多种类型接口的电动和手动拆解工具，包括装备外壳专用长短柄拆卸工具、放射源安全铗具、作业残留物（碎片、粉尘、疑似沾染物）吸附收纳装置等； [0069] （3）设计了具备防护屏蔽功能便于临时储存转运放射源的转运箱，具备自动关闭和防护功能，在批量拆解放射源时便于放射源临时储存，减少传统使用铅盒长时间打开或反复开合带来的不必要剂量照射； [0070] （4）设计了电动传送和红外触发计数装置，采用直线传送带，可多档变速调节，双向运行，可满足快速拆卸报废核仪器并准确记录报废源数量； [0071] （5）设计制作了灵敏度高、读数准确，且便于携带和观察，具有剂量率和累计剂量声光报警功能的个人剂量监测与报警装置，实现单次作业和定期累计剂量的监测、记录； [0072] （6）该工具箱组能够大幅减少作业准备工作量，显著提高作业效率和安全系数，规范作业程序，总体实现报废核仪器快速拆解和放射源的安全储存与转运。 |
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