一种搅拌装置和料液贮存设备的制作方法

本实用新型属于核工业技术领域，涉及一种搅拌装置和包含该搅拌装置的料液贮存设备。

背景技术：

在核工业领域，大容量的料液贮存设备中的放射性废液可能含有大量不溶性固体颗粒，其具有放射性、高酸性、自释热等特点。由于在放射性废液中存在不溶性固体颗粒，比较容易形成沉淀和板结，为确保料液的均匀性，保障贮存安全，需要选取合适的搅拌器对料液贮存设备中的料液进行搅拌，以防止料液贮存设备内固体物质的沉积和板结。

现有的搅拌器通常是采用普通的机械运动结构的搅拌器，这类搅拌器在后期都需要人工维护和检修，由于料液贮存设备中的料液具有放射性，在搅拌器使用一段时间后，需要人员定期对其进行检修或更换元器件，在维护过程中料液会对维修人员产生辐照，为了避免维护过程中料液对维修人员的辐照伤害，需要采取相应的比较复杂的防护措施，增加了工作难度。并且即使采用了有效的防护措施，也仍然无法避免完全避免辐照危害的产生。

因此亟需一种搅拌器，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种免维修的搅拌装置以及包含该搅拌装置的料液贮存设备，从而可以避免对搅拌装置进行后期的维护。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种搅拌装置，其包括筒体，筒体的两端分别连有进气管道和喷嘴，进气管道能够与压缩气体源连接，压缩气体源中的压缩气体通过进气管道进入筒体内，以使筒体内的放射性料液变成有压流体而从喷嘴中喷出。

优选的是，所述压缩气体为脉冲气，在脉冲气的送气期，压缩气体通过进气管道进入筒体内；进气管道上设有排气孔，在脉冲气的间隔期，进入筒体内的压缩气体从排气孔中排出。

优选所述压缩气体为压缩空气。

优选的是，筒体为圆柱形。

更优选的是，筒体与喷嘴通过圆锥形结构连接。

优选的是，喷嘴采用文丘里管。

本实用新型还提供一种料液贮存设备，包括贮存有放射性料液的贮槽，以及上述的搅拌装置，所述搅拌装置的筒体置于贮槽内部，且不与贮槽的底部接触。

优选的是，排气孔与贮槽内的大气连通。排气孔高于贮槽中的液面50-250mm。

优选的是，所述搅拌装置设置在贮槽内部中心，或者，

所述搅拌装置的数量为偶数个，其对称设置于贮槽内部周缘；或者，

所述搅拌装置的数量为多个，其分别设置在贮槽内部中心和贮槽内部周缘。

进一步优选的是，当搅拌装置仅设置在贮槽内部中心时，所述搅拌装置中喷嘴的中心线与筒体的中心线重合；

当搅拌装置的数量为偶数个，其对称设置于贮槽内部周缘时，对于其中任一个搅拌装置，喷嘴的中心线与筒体的中心线之间具有倾角，且喷嘴向贮槽周壁倾斜；

当搅拌装置的数量为多个，其分别设置在贮槽内部中心和贮槽内部周缘时，对于设置在贮槽内部中心的搅拌装置，喷嘴的中心线与筒体的中心线重合；对于设置在贮槽内部周缘的搅拌装置，喷嘴的中心线与筒体的中心线之间具有倾角，且喷嘴向贮槽周壁倾斜。

本实用新型搅拌装置及料液贮存设备具有以下有益效果：

(1)该搅拌装置采用压缩空气推动筒体中的放射性料液运动，以使料液从喷嘴中喷出来，实现对贮槽中的放射性料液进行搅拌，从而能够避免料液中的固体物质在贮槽底部板结；

(2)由于压缩空气仅与筒体内的放射性料液接触，其与放射性料液的接触面积小，大大减少了空气中放射性料液的夹带，从而可节省后续气体的处理成本；

(3)由于该搅拌装置的结构是采用非机械运动部件，避免了后续搅拌装置的检修和更换，从容减少了工作人员受辐照的可能性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中搅拌装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中搅拌装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3中料液贮存设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例4中料液贮存设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例5中料液贮存设备的结构示意图。

图中：1-进气管道，2-排气孔，3-封头，4-筒体，5-圆锥形结构，6-喷嘴，7-贮槽，8-压缩空气。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了确保放射性料液贮存过程中的安全，同时减少后续维修过程中人员的受辐照剂量，本实用新型提出一种用于大容量非均匀料液的免维修搅拌装置，其用于搅拌料液贮存设备中的放射性料液。该搅拌装置包括筒体，筒体的两端分别连有进气管道和喷嘴，进气管道能够与压缩气体源连接，压缩气体源中的压缩气体通过进气管道进入筒体内，以使筒体内的放射性料液变成有压流体，进而从喷嘴中喷出。

相应的，本实用新型还提供一种料液贮存设备，其包括贮存有放射性料液的贮槽，所述料液贮存设备还包括上述的搅拌装置，所述搅拌装置置于贮槽内部，且不与贮槽的底部接触。

实施例1：

如图1所示，本实施例中的搅拌装置，是一种可以用于大容量非均匀料液的免维修搅拌装置，其包括筒体4，筒体的两端分别连有进气管道1和喷嘴6。

优选筒体4采用耐酸耐腐蚀的不锈钢材料制作而成。筒体4 的形状优选为圆柱形。筒体的顶部为封头3，筒体4通过封头3 与进气管道1连通。封头3与筒体采用焊接连接，封头3主要起密封和减少的应力集中的作用。

优选的，筒体4与喷嘴6由圆锥形结构5通过焊接连接为一体。其中圆锥形结构5起从筒体到喷嘴的过渡作用。

如图1所示，本实施例中，喷嘴6的中心线、圆锥形结构5 的中心线、以及筒体4的中心线重合在一起。

筒体4内装有放射性料液，进气管道1可与外部的压缩气体源连接，压缩气体源中的压缩气体通过进气管道1进入筒体4内，以使筒体4内的放射性料液变成有压流体，进而从喷嘴6中喷出。

进气管道1上设有排气孔2。所述压缩气体为脉冲气，在脉冲气的送气期，压缩气体通过进气管道进入筒体内；在脉冲气的间隔期，进入筒体内的压缩气体从排气孔2中排出。优选压缩气体为压缩空气8。

优选喷嘴6采用文丘里管。由于文丘里管是先收缩而后逐渐扩大的管道，能够让筒体内的有压流体高速喷出，达到更好的搅拌效果。

本实施例中的搅拌装置是放置于贮存有放射性料液的贮槽7 中进行使用(如图3所示)，即搅拌装置中的筒体4置于贮槽7 的内部，且不与贮槽的底部接触。而排气孔2则高于贮槽中的料液的液面高度，至少高于液面50-250mm。

由于压缩气体源中的压缩气体为脉冲气，因此压缩气体包括送压和排气两个阶段，此两个阶段交替进行以实现脉冲搅拌，从而可达到预防贮槽内的放射性料液中固体颗粒沉积板结的效果。

在送压过程中，压缩空气通过进气管道1进入搅拌装置，并作用于筒体4内的料液，形成有压流体，而后通过筒体底部的喷嘴6高速射出吹扫贮槽的槽底，使固体颗粒泛起，达到搅拌作用。

其中，喷嘴6与贮槽7内的料液之间需要维持一定的液封，以避免筒体4内的压缩空气通过喷嘴6吹出。这样，在排气过程中，进入筒体4的压缩空气只能从排气孔2排出，筒体4内的压力降低，贮槽7内的料液被反吸到搅拌装置的筒体4的内部。

本实施例中的搅拌装置通过送压过程和排气过程两个阶段交替进行可以实现对放射性非均匀料液的脉冲搅拌，由于该搅拌装置由非运动部件组成，因此可实现对装置的免维修，避免了后续的检修和更换，减少了工作人员受辐照的可能性。

实施例2：

如图2所示，本实施例中的搅拌装置与实施例1的区别在于：喷嘴的中心线与筒体的中心线不重合，两者之间具有一定的倾角。相应的，圆锥形结构5也向喷嘴一侧倾斜。

本实施例中的搅拌装置的其他结构均与实施例1中相同，此处不再进行赘述。

实施例3：

在核工业领域，大容量贮存设备中的放射性废液可能含有大量不溶性固体颗粒，具有放射性、高酸性、自释热等特点，由于在放射性废液中存在不溶性固体颗粒，比较容易形成沉淀和板结。因此为确保料液的均匀性，保障贮存安全，需要选取适合搅拌装置对料液进行搅拌，以防止料液贮存设备内固体物质的沉积和板结。

本实施例提供一种大容量的料液贮存设备，包括贮槽7和搅拌装置，其中搅拌装置采用实施例1中的搅拌装置。

如图3所示，本实施例中的贮槽7的形状为圆柱形。贮槽7 的尺寸为Φ4000×3000mm，贮槽中料液高度为1500-2700mm，料液密度为1300-1500kg/m³，固体颗粒的平均粒径为40-60μm。

本实施例中，贮槽的中心线与搅拌装置中筒体的中心线平行。

其中，搅拌装置中筒体4的高度与直径，排气孔2的直径，喷嘴6的直径，喷嘴5距离贮槽底部的高度，脉冲气的压力与频率是由贮槽的直径，料液高度、密度和固体含量决定。其中，贮槽的直径大、料液液位高、密度大、固体含量高则筒体的高度高、直径大、排气孔直径大、喷嘴直径大、喷嘴距离贮槽底部的高度高、脉冲气压力大、脉冲气吹气频率高。

因此，本实施例的搅拌装置中，筒体4的尺寸为Φ500×2500mm，排气孔2的直径为Φ2.5-4.5mm，喷嘴6的喉径为Φ25-30mm，喷嘴6距离贮槽7底部的高度h为400-500mm。

在搅拌装置运行时，在送压过程中，表压为0.1-0.3MPa的压缩空气通过进气管道1进入搅拌装置的筒体4，并作用于筒体4 内的料液，形成有压流体，而后通过喷嘴6高速射出吹扫贮槽的槽底，使固体颗粒泛起，达到搅拌作用；在送压过程需要控制时间，以使送压过程维持一定的时间，并且要确保贮槽中的料液没过喷嘴并有一定高度，使喷嘴6与贮槽7内的料液之间维持一定的液封，以避免筒体4内的压缩空气通过喷嘴6吹出。

本实施例中，搅拌装置的数量采用一个，其设置在贮槽内部的中心位置。当然，搅拌装置的数量也可以为多个，多个搅拌装置在贮槽内部的中心位置并列设置。

实施例4：

如图4所示，本实施例中提供一种大容量的料液贮存设备，包括贮槽7和搅拌装置。其中，搅拌装置采用实施例2中的搅拌装置。

搅拌装置的数量为偶数个，所述偶数个搅拌装置沿周向等间隔设置于贮槽内部的周缘。喷嘴的中心线与筒体的中心线之间具有倾角，且喷嘴向贮槽7的外部倾斜。当然，也可在贮槽的周缘等间隔设置奇数个搅拌装置。

具体来说，本实施例中，搅拌装置的数量为两个。两个搅拌装置中，圆锥形结构5和喷嘴6均朝向贮槽周壁倾斜设置。

本实施例中，贮槽7的形状为圆柱形。其中，贮槽7的尺寸为Φ4000×3000mm，贮槽中料液高度为1500-2700mm，料液密度为 1300-1500kg/m³，固体颗粒平均粒径为40-60μm。搅拌装置中，筒体4的尺寸为Φ350×2500mm，排气孔2的直径为Φ2.5-4.5mm，喷嘴6喉径为Φ25-30mm，喷嘴6距离贮槽7底部的高度h为 400-500mm，且喷嘴的中心线与筒体的中心线倾斜设置，由于筒体的中心线与贮槽的中心线平行，因此喷嘴的中心线与贮槽内壁之间也具有夹角，该夹角为20-25°，筒体4的中心线与贮槽内壁间的距离为200-500mm。

本实施例中，搅拌装置的运行包括送压过程和排气过程两个阶段。

在送压过程中，表压为0.1-0.3MPa的压缩空气，通过管道1 进入搅拌装置，作用于筒体4内的放射性液体，形成有压流体，而后通过喷嘴6高速斜向射出吹扫贮槽槽底，使固体颗粒泛起，达到搅拌作用。送压过程需要控制时间，搅拌装置的喷嘴6与贮槽7内的液体之间需要维持一定的液封，以避免筒体4内的压缩空气通过喷嘴6吹出。

在排气过程中，搅拌装置内的压缩空气从筒体顶部的排气孔 2排出，筒体4内的压力降低，贮槽7内的液体被反吸到筒体内部。

送压和排气两个阶段交替进行实现脉冲搅拌，达到预防放射性料液中固体颗粒沉积板结的效果。

实施例5：

本实施例中的大容量的料液贮存设备与实施例4的区别在于：搅拌装置的数量不同。如图5所示，本实施例中，搅拌装置的数量为三个，也就是说，在贮槽的中心位置也设置有一个搅拌装置。其中设置在贮槽的中心位置的搅拌装置采用实施例1中的搅拌装置。

本实施例中的料液贮存设备的其他结构均与实施例4中相同，此处不再进行赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。