All’Oak Ridge National Laboratory (ORNL), nel Tennessee, era necessaria una soluzione unica per mantenere l’integrità della posizione su una serie di …
… enormi otturatori, utilizzati per controllare il flusso di neutroni della sorgente di neutroni di spallazione (SNS).
Questo sistema di erogazione di neutroni è costituito da diciotto otturatori da 30 e 50 tonnellate, sollevati e abbassati verticalmente, rispettivamente di 20 e 30 tonnellate, da cilindri idraulici in acciaio inossidabile. I cilindri funzionano con acqua di rubinetto, a 2200 psi, che viene continuamente filtrata e sterilizzata. Le saracinesche si abbassano per gravità, controllate da un sistema di controllo del flusso in uscita. Questa operazione può avvenire quattro volte all’ora, per circa 5000 ore all’anno. L’SNS è attualmente utilizzato per la R&S avanzata e lo sviluppo di materiali in vari mercati, tra cui quello dei semiconduttori, della medicina e dell’ingegneria dei materiali. Quando raggiungerà la piena potenza di 1,4 MW, sarà la più intensa e potente sorgente di fasci di neutroni al mondo.
Una delle sale otturatori della SNS (Spallation Neutron Source) presso l’Oak Ridge National Laboratory. Complessivamente, per la funzione di controllo dei neutroni viene utilizzata una serie di shutter da 30T e 50T. Ogni otturatore è dotato di due dispositivi di sicurezza SITEMA.
Come ha spiegato Ken Chipley, ingegnere dell’ORNL, “Abbiamo studiato una serie di soluzioni per risolvere la sfida del funzionamento degli otturatori, collaborando con Dave Vesco e il suo team della TPG Application Technology di Knoxville, un’azienda specializzata nella progettazione di sistemi robotizzati e di funzionamento a distanza utilizzati in aree radioattive e in altre aree pericolose.
Dopo aver esaminato diverse opzioni per l’integrità del funzionamento della tapparella, abbiamo optato per i dispositivi di sicurezza per le aste di azionamento”. Ogni cilindro di azionamento della serranda è dotato di due dispositivi di sicurezza SITEMA, forniti dalla Advanced Machine & Engineering Co. (AME) di Rockford, Illinois.
I dispositivi di sicurezza SITEMA sono tipicamente utilizzati per la protezione delle attrezzature e del personale su presse idrauliche e pneumatiche, oltre che su attrezzature per la movimentazione dei materiali, macchine per lo stampaggio, linee di trasferimento per l’assemblaggio di automobili, persino per i traslochi di persone e le giostre dei parchi di divertimento. In questa applicazione, i dispositivi di sicurezza erano necessari per impedire la caduta per gravità degli otturatori, in caso di perdita di pressione idraulica, guasto al cilindro, guasto alla valvola di controllo o altri malfunzionamenti del sistema.
Su ciascuna delle serrande sono stati impiegati due dispositivi di sicurezza in acciaio inox a rilascio idraulico appositamente progettati, che si sollevano e si abbassano tramite un cilindro di sollevamento idraulico centrale con due aste di azionamento in parallelo, collegate da un meccanismo a traversa a ponte, anch’esso prodotto da AME per questa applicazione. In posizione “alta” o chiusa, la tapparella è sospesa dalle aste di comando.
Per questo sistema idraulico si utilizza l’acqua, che è inerte e non è soggetta a danni da radiazioni o a rischi di infiammabilità. L’acqua del rubinetto utilizzata è costantemente filtrata e sterilizzata, in quanto passa attraverso tubazioni in acciaio inox di grado sanitario, Schedule 80 e XXS. Sono presenti collettori di controllo idraulico separati, in modo che ogni strumento funzioni in modo indipendente. Allo stesso modo, ogni cilidro di sollevamento
