【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及放射性废物处理，具体为一种用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置及其使用方法。
技术介绍
1、核军工单位生产运行期间产生的放射性废树脂、泥浆等废物，大多暂存于地下大型贮罐内，严重超期服役并且未建立罐内废物的提取装置。罐内的废树脂、泥浆等物相沉积于罐体底部，上部为放射性上清液，因超期服役，若继续贮存，存在着罐内物相泄漏的安全隐患，故应对罐中物相尽快处理，消除废物向环境释放的潜在风险。无论采取哪种处理方式，均首先需对大型贮罐内的暂存物相进行搅拌悬浮，以满足罐内物相提取、输送至废物处理设施的需求。
2、对于固液两相的搅拌方式主要有压缩空气搅拌、机械搅拌、射流搅拌三种。压缩空气搅拌多用于对搅拌均匀性要求不高的民用行业，在核行业中，因会产生大量气体，增加气体净化处理的压力，因此应用较受限制。机械搅拌是通过使安装的搅拌桨运动以实现搅拌的目的，该种搅拌作用范围小，适用于小型罐的搅拌。
3、相比于压缩空气与机械搅拌，射流搅拌是一种新型的内置且立体全方位的搅拌方式，其工作原理是利用循环泵将流体输送至喷射装置，流体从喷射装置的喷嘴射出并形成射流，射流不断扩展会促使周围流体介质在粘性剪切作用下形成漩涡，漩涡卷吸周围介质，从而实现罐内固液物相的搅拌混合。射流技术的应用起源于采矿业，用于冲洗矿石中的泥土；由冲刷到破碎是射流技术应用的一个质变，前者是低压大流量，后者则是高压小流量。因射流搅拌的核心设备结构简单、设备故障率低、配件易更换、操作简单等优点，其应用已由单纯的采矿业扩大到石油、化工等各个行业。
4、核
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置及其使用方法，装置结构简单、故障率低、配件更换容易，且操作简单，可满足大型贮罐内放射性废树脂、泥浆等的搅拌悬浮。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，包括射流喷射器，所述射流喷射器包括下端设置法兰接口的装置主体，装置主体内设置有竖向的叶轮蜗杆轴，叶轮蜗杆轴的下端安装有涡轮叶片；与叶轮蜗杆轴相啮合设置有两级涡轮蜗杆传动系统；在装置主体上端安装有旋转组件，两级涡轮蜗杆传动系统的输出端与旋转组件相连，并在旋转组件上设置与射流喷射器内部相连通且能自旋转的旋转喷嘴机构。
4、进一步地，所述涡轮叶片通过叶轮压紧螺钉固定在叶轮蜗杆轴上。
5、进一步地，所述两级涡轮蜗杆传动系统包括与叶轮蜗杆轴相啮合设置的一级涡轮齿轮，一级涡轮齿轮安装于一级涡轮轴上，与一级涡轮轴相啮合设置有二级涡轮齿轮，二级涡轮齿轮安装于二级涡轮轴上，在装置主体上端密封设置有环形的中间板，二级涡轮轴贯穿中间板，并在二级涡轮轴的上端设置有三级齿轮，三级齿轮与旋转组件相连。
6、进一步地，旋转组件包括设置在三级齿轮的外面齿轮套，齿轮套内部设置有与三级齿相啮合的内齿纹；在齿轮套的上方连接有主旋转体，旋转喷嘴轴机构安装于主旋转体上。
7、进一步地，所述旋转喷嘴机构包括与主旋转体通过喷嘴轴承相连的旋转喷嘴轴，以及设置于旋转喷嘴轴末端的喷射嘴；在旋转喷嘴轴位于主旋转体内部的一端安装有行星齿轮，在齿轮套内通过主旋转轴承相配合设置有内套管，内套管的上端为能与行星齿轮相啮合的齿轮。
8、进一步地，所述旋转喷嘴机构设置2～6个。
9、进一步地，在装置主体的内部设置有密封的安装腔，叶轮蜗杆轴、一级涡轮轴、一级涡轮齿轮、二级涡轮轴、二级涡轮齿轮均设置于该安装腔内。
10、如上所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置的使用方法，包括：
11、s1：在贮罐上方开设开口，将高自吸循环水泵的吸入管线和回流管线均通过开口伸入贮罐内，吸入管线的吸入口位于罐内固相液面上方、上清液液面下方；
12、s2：将射流喷射器安装于贮罐内液面下方；
13、s3：根据贮罐内暂存固相的物理特性差异，对射流喷射器进行运行前的调试；
14、s4：启动高自吸循环水泵，并打开回流阀，调节高自吸循环水泵工作流量和压力，并将射流喷射器与高自吸循环水泵出口管线相连接；高自吸循环水泵抽取贮罐内上清液，通过管线输送至射流喷射器，经喷射嘴喷出后又回到贮罐内循环使用；
15、s5：射流喷射器搅拌过程中产生的气体，由贮罐呼排管道输送至尾气净化设备进行净化。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、(1)本专利技术提供一套大型贮罐内放射性废树脂、泥浆等射流搅拌悬浮装置，核心设备射流喷射器结构简单，设备故障率低，配件更换容易，操作简单，可满足大型贮罐内放射性废树脂、泥浆等的搅拌悬浮。
18、(2)本专利技术选用高自吸循环水泵，且安装在罐顶中心位置，既能保证射流喷嘴出口有足够水压，又能满足罐内四角搅拌悬浮的要求；循环水泵的吸入管线和回流管线均通过大罐人孔伸入大罐内，减少了大罐顶部开孔，且在循环泵的吸入口设置有过滤网，并且吸入口位于罐内固相液面上方，上清液液面下方，有效防止喷射器堵塞。
19、(3)本专利技术采用圆锥收敛型低压双向对称喷嘴设计，喷嘴采用常见金属材料，加工工艺简单，喷嘴直径可根据搅拌物相的特性确定，以达到可以冲击全槽满足搅拌无死角、搅拌范围大的需求；双向对称喷嘴倾角设计，既能满足远距离喷射的要求，又能满足固相颗粒悬浮不沉降的要求。在主旋转体旋转的同时，增设喷射嘴自旋转机构，主要由行星齿轮、旋转喷嘴轴等组成，确保了喷射嘴可以360度旋转。主旋转体旋转时，喷射嘴进行自旋转，且两者旋转速度不同步，可克服搅拌物相在水中沉降的情况，满足搅拌悬浮的需求。
20、(4)本专利技术中喷射嘴可灵活设置2～6个，可根据搅拌物相特性及贮罐大小设置，合理分配液体流量，减少对罐底及罐壁的冲击，提高安全性能。
21、(5)本专利技术中通过两级涡轮蜗杆传动系统实现减速增扭的目的，通过齿轮扭矩的控制为旋转平稳性提供动力，以确保射流喷射器在工作过程中的稳定性。
22、(6)本专利技术射流搅拌过程中产生的气体，由大罐呼排管道输送至尾气净化设备进行净化，以满足过滤后的气体达标排放的需求。
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1.用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，包括射流喷射器，其特征在于，所述射流喷射器包括下端设置法兰接口(1)的装置主体(23)，装置主体(23)内设置有竖向的叶轮蜗杆轴(5)，叶轮蜗杆轴(5)的下端安装有涡轮叶片(4)；与叶轮蜗杆轴(5)相啮合设置有两级涡轮蜗杆传动系统；在装置主体(23)上端安装有旋转组件，两级涡轮蜗杆传动系统的输出端与旋转组件相连，并在旋转组件上设置与射流喷射器内部相连通且能自旋转的旋转喷嘴机构。
2.根据权利要求1所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，所述涡轮叶片(4)通过叶轮压紧螺钉(16)固定在叶轮蜗杆轴(5)上。
3.根据权利要求1所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，所述两级涡轮蜗杆传动系统包括与叶轮蜗杆轴(5)相啮合设置的一级涡轮齿轮(19)，一级涡轮齿轮(19)安装于一级涡轮轴(3)上，与一级涡轮轴(3)相啮合设置有二级涡轮齿轮(8)，二级涡轮齿轮(8)安装于二级涡轮轴(9)上，在装置主体(23)上端密封设置有环形的中间板(22)，二级涡轮轴(9)贯穿中间板(22)，并在二级涡轮轴(9
4.根据权利要求3所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，旋转组件包括设置在三级齿轮(24)的外面齿轮套(10)，齿轮套(10)内部设置有与三级齿轮(24)相啮合的内齿纹；在齿轮套(10)的上方连接有主旋转体(7)，旋转喷嘴轴机构安装于主旋转体(7)上。
5.根据权利要求4所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，所述旋转喷嘴机构包括与主旋转体(7)通过喷嘴轴承(15)相连的旋转喷嘴轴(12)，以及设置于旋转喷嘴轴(12)末端的喷射嘴(13)；在旋转喷嘴轴(12)位于主旋转体(7)内部的一端安装有行星齿轮(11)，在齿轮套(10)内通过主旋转轴承(6)相配合设置有内套管(21)，内套管(21)的上端为能与行星齿轮(11)相啮合的齿轮。
6.根据权利要求5所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，所述旋转喷嘴机构设置2～6个。
7.根据权利要求6所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，在装置主体(23)的内部设置有密封的安装腔，叶轮蜗杆轴(5)、一级涡轮轴(3)、一级涡轮齿轮(19)、二级涡轮轴(9)、二级涡轮齿轮(8)均设置于该安装腔内。
8.如权利要求1～7任一项所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置的使用方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，包括射流喷射器，其特征在于，所述射流喷射器包括下端设置法兰接口(1)的装置主体(23)，装置主体(23)内设置有竖向的叶轮蜗杆轴(5)，叶轮蜗杆轴(5)的下端安装有涡轮叶片(4)；与叶轮蜗杆轴(5)相啮合设置有两级涡轮蜗杆传动系统；在装置主体(23)上端安装有旋转组件，两级涡轮蜗杆传动系统的输出端与旋转组件相连，并在旋转组件上设置与射流喷射器内部相连通且能自旋转的旋转喷嘴机构。
2.根据权利要求1所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，所述涡轮叶片(4)通过叶轮压紧螺钉(16)固定在叶轮蜗杆轴(5)上。
3.根据权利要求1所述的用于大型贮罐内固液两相搅拌悬浮的装置，其特征在于，所述两级涡轮蜗杆传动系统包括与叶轮蜗杆轴(5)相啮合设置的一级涡轮齿轮(19)，一级涡轮齿轮(19)安装于一级涡轮轴(3)上，与一级涡轮轴(3)相啮合设置有二级涡轮齿轮(8)，二级涡轮齿轮(8)安装于二级涡轮轴(9)上，在装置主体(23)上端密封设置有环形的中间板(22)，二级涡轮轴(9)贯穿中间板(22)，并在二级涡轮轴(9)的上端设置有三级齿轮(24)，三级齿轮(24)与旋转组件相连。
4.根据权利要求3所述的用于大型贮罐内固液两...
【专利技术属性】
技术研发人员：张克新，张志勇，王龙刚，詹琪，李文华，王跃，陈奇，何德全，梁春艳，李小平，蒲小丽，
申请(专利权)人：中核四川环保工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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