一种活性炭更换设备的制作方法

本发明涉及一种活性炭更换设备。

背景技术：

由于活性炭颗粒具有优异的空隙结构和良好的吸附性能，因此在核设施领域中常用于气体处理系统和放射性废液处理系统，以用于截留废液中的胶体、粉尘等大颗粒物质，或者净化废气中的放射性核素。当使用一段时间之后，活性炭的吸附达到饱和，需要对其进行更换。然而，目前对活性炭的更换方式通常采用除盐水输送更换和人工更换。在这些更换过程中，输送路径长，容易产生二次废液量，易造成堵塞，并且活性炭粉尘及放射性核素等会对工作人员造成辐照伤害。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种能够避免对工作人员造成辐照危害的活性炭更换设备。

解决本发明技术问题所采用的技术方案如下：

一种活性炭更换设备包括：

第一物料进出口，其用于接收废活性炭；

第一容器，其与所述第一物料进出口连接；

废料接收器，其与所述第一容器连接以用于接收来自所述第一容器的废活性炭以卸载所述废活性炭；

第二容器，其用于储存新活性炭；

第二物料进出口，其与所述第二容器连接以用于将来自所述第二容器的新活性炭装载到外接的待装料设备；以及

能动装置，其用于将从所述第一物料进出口接收的废活性炭输送至所述第一容器，并且将所述第二容器内储存的新活性炭输送至所述第二物料进出口，

其中，所述第一容器和所述第二容器固定在底座上，所述底座的一侧设有屏蔽墙以将所述活性炭更换设备与外部环境隔离。

优选地，所述活性炭更换设备还包括除湿装置和净化装置，

其中，所述除湿装置的第一端与所述第一容器的顶部排气管连接，以用于去除从所述第一容器的顶部排出的废气中的水汽，并且

其中，所述净化装置的第一端与所述除湿装置的第二端连接，以用于吸附和截留所述废气中的粉尘和气溶胶，并且所述净化装置的第二端与所述第二物料进出口连接，所述能动装置设置在所述净化装置的第二端与所述第二物料进出口连接的管路上，并用于将除去粉尘和气溶胶后的废气输送至所述第二物料进出口，

所述净化装置的第一端还与所述第一物料进出口连接，并且所述净化装置的第二端还与所述第二容器连接，以用于吸附和截留来自所述第二容器中的粉尘。

优选地，所述除湿装置是电加热器。

优选地，所述活性炭更换设备还包括智能控制装置以及分别设置在所述除湿装置的第一端和第二端的湿度监测装置和温度监测装置，

其中，所述智能控制装置分别与所述湿度监测装置和所述温度监测装置电连接，并且所述智能控制装置内预设湿度阈值和温度阈值，使得在所述湿度监测装置的测量值高于所述湿度阈值时由所述智能控制装置控制启动所述除湿装置，并且在所述温度监测装置的测量值高于所述温度阈值时由所述智能控制装置控制停用所述除湿装置。

优选地，所述湿度阈值为40％，并且所述温度阈值为70℃。

优选地，在所述第一容器内部的顶部设有第一过滤装置，并且其内部的下侧部和底部设有第二过滤装置，并且

其中，所述第一容器的底部设有排水管线。

优选地，所述第一过滤装置和所述第二过滤装置为孔径为1～2mm的不锈钢筛网。

优选地，所述活性炭更换设备还包括第一松动装置和第二松动装置，以用于促进所述第一容器内的废活性炭的卸载，

其中，所述第一松动装置设置在所述第一过滤装置与所述第一物料进出口之间，并且所述第二松动装置设置在所述第一容器的底部。

优选地，所述活性炭更换设备还包括智能控制装置、第一光电感应装置和第二光电感应装置，

其中，所述能动装置与所述智能控制装置电连接，所述第一光电感应装置设置在所述第一过滤装置与所述第一物料进出口之间，并与所述智能控制装置电连接，用于感测所述第一容器内的废活性炭的进料终点，并在感测到进料终点时，发送第一终止信号给所述智能控制装置，以使所述智能控制装置控制所述能动装置停运，并且

其中，所述第一容器与所述第二光电感应装置之间设有第三阀门，所述第三阀门与所述智能控制装置电连接，所述第二光电感应装置设置在所述第一容器的底部与所述废料接收器之间，并与所述智能控制装置电连接，用于感测所述第一容器内的废活性炭的卸载终点，并在感测到卸载终点时，发送第二终止信号给所述智能控制装置，以使所述智能控制装置控制所述第三阀门关闭。

优选地，所述活性炭更换设备还包括振动装置，其设置在所述第二容器下方，用于使所述第二容器产生振动。

本发明的活性炭更换设备通过设置屏蔽墙，可避免对工作人员造成辐照危害；通过设置除湿装置和净化装置，可减少放射性活性炭粉尘泄漏对工作环境和人员健康的危害；通过在第一容器内部的顶部以及下侧部和底部设置金属过滤装置，可在卸料过程中避免第一容器内的放射性活性炭颗粒因负压而悬浮和混入排气管道，同时也可对废活性炭中夹带的水分进行分离；通过在第一容器的顶部和底部连接松动装置，可高效完成第一容器内的废活性炭的卸料工作；通过在第一容器的顶部和底部设置光电感应装置，可以判断装料和卸料终点；通过在第二容器下方设置振动装置，可提高下料效率和防止堵塞。

附图说明

图1为本发明的活性炭更换设备的结构示意图。

图中：1为第一容器，21为第二过滤装置，22为第一过滤装置，3为第二容器，4为振动装置，5为除湿装置，6为净化装置，7为能动装置，81为第一光电感应装置，82为第二光电感应装置，91-98为第一阀门至第八阀门，101为湿度监测装置，102为温度监测装置，11为屏蔽墙，12为智能控制装置，1201为状态指示灯，1202为控制触摸屏，1203为控制操作模块，1204为仪表指示模块，13为扶手，1401为后置万向轮，1402为前置万向轮，15为支架，16为第一物料进出口，1701为第一松动装置，1702为第二松动装置，18为第二物料进出口，19为底座，20为废料接收器。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种活性炭更换设备，包括：

第一物料进出口，其用于接收废活性炭；

第一容器，其与第一物料进出口连接；

废料接收器，其与第一容器连接以用于接收来自第一容器的废活性炭以卸载所述废活性炭；

第二容器，其用于储存新活性炭；

第二物料进出口，其与第二容器连接以用于将来自第二容器的新活性炭装载到外接的待装料设备；以及

能动装置，其用于将从第一物料进出口接收的废活性炭输送至第一容器，并且将第二容器内储存的新活性炭输送至第二物料进出口，

其中，第一容器和第二容器固定在底座上，底座的一侧设有屏蔽墙以将所述活性炭更换设备与外部环境隔离。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施例公开一种活性炭更换设备，如图1中所示，包括第一容器1、第一过滤装置21和第二过滤装置22、第二容器3、振动装置4、除湿装置5、净化装置6、能动装置7、光电感应装置81和82、多个阀门91-98、湿度感测装置101、温度感测装置102、屏蔽墙11、智能控制装置12、扶手13、多个万向轮1401和1402、支架15、第一物料进出口16、第一松动装置1701和第二松动装置1702、第二物料进出口18、底座19以及废料接收器20。

在本实施例中，第一物料进出口16用于接收废活性炭，第一容器1与第一物料进出口16连接，并且第六阀门96设置在它们之间的管路上，废料接收器20与第一容器1连接并且第三阀门93设置在它们之间的管路上，废料接收器20用于接收来自第一容器1的废活性炭以卸载所述废活性炭。

在本实施例中，支架15用于支撑第一容器1，并且支架15与底座19固定连接。即，第一容器1通过支架15与底座19固定连接。此时，第一容器1的底部与底座19之间留有一定高度和空间，以在必要的检修工作时便于操作。底座19的一侧设有屏蔽墙11，以将所述活性炭更换设备与外部环境隔离，屏蔽墙11的外侧设有扶手，并且屏蔽墙11的底部设有多个万向轮1401、1402，以便于移动。例如，多个万向轮包括前置万向轮1402和后置万向轮1401。这样，本实施例的活性炭更换设备成为一种可移动活性炭更换设备。

在本实施例中，第二容器3与底座19固定连接，以用于储存新活性炭，第二物料进出口18与第二容器3连接，并且第一阀门91设置在它们之间的管路上，第二物料进出口18用于将来自第二容器3的新活性炭装载到外接的待装料设备(未示出)。

在此情况下，通过设置屏蔽墙11，本实施例的活性炭更换设备可避免对工作人员造成辐照危害。

在本实施例中，能动装置7与第一物料进出口16和第二物料进出口18连接，能动装置7用于将从第一物料进出口16接收的废活性炭输送至第一容器1，并且将第二容器2内储存的新活性炭输送至第二物料进出口18。能动装置7可使用风机或真空泵，泵入口维持负压，从而为装载新活性炭和卸载废活性炭提供动力和流量。

由于核设施领域中使用过的废活性炭中的废气中含有粉尘或放射性核素等，其容易对工作人员造成辐照伤害，因此在本实施例中，还设置了除湿装置5和净化装置6。

除湿装置5的第一端与第一容器1的顶部排气管连接，以用于去除从第一容器1的顶部排出的废气中的水汽，进而防止因水汽含量高而导致净化装置6过早失效或使其净化效率降低。优选地，从减少二次废物量的角度考虑，除湿装置5优选为电加热器，但本实施例不限于此，例如可以采用凝胶类等材料来除湿。

净化装置6的第一端与除湿装置5的第二端连接并且第八阀门98设置在它们之间的管路上，净化装置6用于吸附和截留所述废气中的粉尘和气溶胶，并且净化装置6的第二端与第二物料进出口18连接。此外，能动装置7设置在净化装置6的第二端与第二物料进出口18连接的管路上，并用于将除去粉尘和气溶胶后的废气输送至第二物料进出口18。此外，净化装置6的第一端还与第一物料进出口16连接并且第五阀门95设置在它们之间的管路上，并且净化装置6的第二端还与第二容器3连接，以用于吸附和截留来自第二容器3中的粉尘。净化装置6内装有碘吸附介质、不易燃的玻璃纤维材质。在此情况下，通过设置除湿装置5和净化装置6，可减少放射性活性炭粉尘泄漏对工作环境和人员健康的危害。

此外，当除湿装置5为电加热器时，可以在除湿装置5的第一端和第二端处分别设有湿度监测装置101和温度监测装置102，以用于实时监测流经除湿装置5的废气的除湿情况，并且在智能控制装置12的控制下控制除湿装置5的启停。

具体地，智能控制装置12分别与湿度监测装置101和温度监测装置102电连接，并且智能控制装置12内预设湿度阈值和温度阈值，使得在湿度监测装置101的测量值高于湿度阈值时由智能控制装置12控制启动除湿装置5，并且在温度监测装置102的测量值高于所述温度阈值时由智能控制装置12控制停用除湿装置5。例如，所述湿度阈值为40％，并且所述温度阈值为70℃。因此，在智能控制装置12的控制下，可以实现除湿装置5的自动启停，同时可以避免由于人工操作而导致的辐射伤害。

在本实施例中，第一容器1的内部的顶部设有第一过滤装置22，其内部的下侧部和底部设有第二过滤装置21，并且第一容器1的底部设有排水管线。

优选地，第一过滤装置22和第二过滤装置21为孔径为1～2mm的不锈钢筛网。第一过滤装置22和第二过滤装置21用于截留废活性炭和携带杂质。具体地，通过在第一容器1内部的顶部设置第一过滤装置22，可在卸料过程中避免第一容器1内的放射性活性炭颗粒因负压而悬浮和混入排气管道，从而有效实现放射性活性炭颗粒的截留，进而防止堵塞第一容器1的顶部排气管；通过在第一容器1内部的下侧部和底部设置第二过滤装置21，在截留第一容器1底部的废活性炭的同时，可对废活性炭中夹带的水分进行分离，并将分离的水分通过设置在第一容器1的底部的排水管线排出(例如，智能控制装置12控制打开排水管线上的第二阀门92)。

在本实施例中，第一松动装置1701和第二松动装置1702用于促进第一容器1内的废活性炭的卸载，使得可高效完成第一容器1内的废活性炭的卸料工作。第一松动装置1701设置在第一过滤装置22与第一物料进出口16之间且第七阀门97设置在它们之间的管路上；第二松动装置1702设置在第一容器1的底部且第四阀门94设置在它们之间的管路上。第一松动装置1701和第二松动装置1702可以是压缩空气或是除盐水，但是本实施例不限于此。

在本实施例中，能动装置7与智能控制装置12电连接，第一光电感应装置81与智能控制装置12电连接，设置在第一过滤装置22与第一物料进出口16之间(例如，可设置在第六阀门96与第七阀门97之间的管线上)，用于感测第一容器1内的废活性炭的进料终点，并在感测到进料终点时，发送第一终止信号给智能控制装置12，以使智能控制装置12控制能动装置7停运。

第一容器1与第二光电感应装置82之间的管路上设有第三阀门93，第三阀门93与智能控制装置12电连接。第二光电感应装置82设置在第一容器1的底部与废料接收器20之间，并与智能控制装置12电连接，用于感测第一容器1内的废活性炭的卸载终点，并在感测到卸载终点时，发送第二终止信号给智能控制装置12，以使智能控制装置12控制第一容器1与第二光电感应装置82之间的第三阀门93关闭。

在本实施例中，振动装置4设置在第二容器3下方，以用于使第二容器3产生振动，从而提高新活性炭的下料效率，并防止堵塞。

在本实施例中，第一阀门91至第八阀门98可采用电动阀门，并且通过智能控制装置12来显示和控制，从而减少人员辐照。

此外，智能控制装置12还可以用于对所述活性炭更换设备的各个部件和阀门(例如，第一阀门91至第八阀门98)进行集中显示、控制和操作。例如，智能控制装置12包括状态指示灯1201、控制触摸屏1202、控制操作模块1203、仪表指示模块1204。

以下将结合附图更加详细描述废活性炭的废气处理过程、废活性炭的卸料过程以及新活性炭的装载过程。此外，需要注意的是，以下描述的三个过程的操作顺序仅是示例，本实施例也可以采用其它顺序来实现废活性炭的卸载和新活性炭的装载。

一、废活性炭的废气处理过程

在活性炭更换系统的智能控制装置12的控制下，关闭连接第一物料进出口16和第二物料进出口18的第五阀门95。随后，打开第一容器的进料口处的第六阀门96、除湿装置5的第二端处的第八阀门98、排水管线的第二阀门92，并且通过智能控制装置12启动卸料程序，开启能动装置7，废活性炭在负压下被抽吸经过第一光电感应装置81进入第一容器1。随后在第一容器1底部通过第二过滤装置21对废活性炭中夹带的水分进行分离，并通过智能控制装置12打开排水管线的第二阀门92，将分离的水分通过设置在第一容器1的底部的排水管线排出；其顶部的废气经第一过滤装置22过滤后的废气经过第一容器1的顶部排气管进入除湿装置5，当除湿装置5的第一端上湿度监测装置101监测气体相对湿度高于40％时，自动启动除湿装置5，当除湿装置5的第二端处的温度监测装置102监测到气体的温度高于70℃时，除湿装置5自动断电关闭，经过除湿后的废气进入净化装置6，以去除吸附和截的留放射性核素和废活性炭粉尘和气溶胶等颗粒物，之后，在能动设备7的作用下将经处理的废气从第二物料进出口18排出。当第一光电感应装置81感测到进料终点时，发送第一终止信号给智能控制装置12，以使智能控制装置12控制能动装置7停运。

二、废活性炭的卸料过程

在活性炭更换系统的智能控制装置12的控制下，关闭第五阀门95以断开第一物料进出口16和第二物料进出口18的连接，同时关闭第八阀门98，关闭排水管线的第二阀门92，并且打开第六阀门96、第三阀门93以将第一容器1与废料接收容器20连接，并且打开第一松动装置1701处的第七阀门97和第二松动装置1702处的第四阀门94。

当需要将第一容器1内的废活性炭卸出时，在活性炭更换系统的智能控制装置12的控制下，先打开第二松动装置1702处的第四阀门94，通过第二过滤装置21的孔网，反吹或反冲洗第一容器1内的废活性炭，以将第一容器1四周残余废活性炭充分地进入第一容器1的底部。然后关闭第四阀门94，打开第一松动装置1701处的第七阀门97，借助第一松动装置1701提供的压力，使废活性炭从第一容器1的底部从废料接收器20完全卸出。当第二光电感应装置82感测到卸载终点时，发送第二终止信号给智能控制装置12，以使第一容器1与第二光电感应装置82之间的第三阀门93关闭。

三、新活性炭的装载过程

在活性炭更换系统的智能控制装置12的控制下，打开连接第一物料进出口16和第二物料进出口18的第五阀门95。在智能控制装置12的控制下，启动装料程序，开启能动装置71，5～20s后打开振动装置4处的第一阀门91，然后启动振动装置4。此时，第一物料进出口16、净化装置6、能动装置7、第二容器3、第二物料进出口18以及外接的待装料设备(未示出)形成回路，在此情况下，净化装置6可以吸附和截留来自第二容器3中的粉尘，从而避免粉尘向环境扩散。随后通过回路中的负压抽吸和在能动装置7出口的正压作用下，将新活性炭通过第二物料进出口18自动装料至外接的待装料设备。装料完成之后，通过智能控制装置12的操作面板上的控制按钮，手动停运能动装置7，终止装料。

本发明的活性炭更换设备有效克服了现有技术中的缺点，其结构简单、紧凑、可移动、便于停泊、基本实现自动化控制、操作简单、装卸效率高、能有效减少人员辐照和避免放射性粉尘向环境泄漏、以及对操作人员的危害等优点，在核设施领域具有很高的利用价值。

可以理解的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，然而本发明并不局限于此。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。