專利名稱:用于鈉冷快堆輻照裝置操作的機(jī)電一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于鈉冷快堆輻照裝置操作的機(jī)電一體化裝置。
背景技術(shù)：
快中子增殖反應(yīng)堆簡(jiǎn)稱快堆，是一種由快中子引發(fā)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的堆型，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)嶂凶臃磻?yīng)堆中很難利用的、且豐度為99. 2%以上的U-238轉(zhuǎn)化為能夠利用的核燃料Pu-239，可以極大地提高核燃料的利用率。輻照裝置是一種置于反應(yīng)堆內(nèi)的用于測(cè) 量和實(shí)驗(yàn)的裝置，輻照裝置經(jīng)過輻照后有放射性，沾有一定量的鈉，且對(duì)其操作需要在密封的氬氣環(huán)境下進(jìn)行。
發(fā)明內(nèi)容
(一)發(fā)明目的
本發(fā)明目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)鈉冷快堆輻照裝置的安全、準(zhǔn)確、方便地操作。
( 二 )技術(shù)方案
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
—種機(jī)電一體化自動(dòng)抓具，包括芯部、中間殼體、夕卜殼體，其關(guān)鍵在于所述芯部由爪、抓具桿和支座組成，爪和支座通過鉸軸連接，支座通過銷和抓具桿連接。所述中間殼體由螺栓、彈簧墊圈、軸承蓋、鉛墜、滑塊、擋圈和定位套組成。抓具桿通過圓柱銷和滑塊連接，在抓具桿上開有長(zhǎng)槽孔，圓柱銷可以在長(zhǎng)槽孔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。滑塊整體呈圓柱型，在圓柱的外表面上相對(duì)于軸心對(duì)稱布置回環(huán)形狀的凹槽。所述凹槽沿軸向的長(zhǎng)度較大。
所述外殼體由軸承座、彈簧墊圈、連接套和滑銷連接套等組成，軸承座通過內(nèi)六角螺釘及彈簧墊圈和連接套連成一體，連接套和滑銷連接套以螺紋連接的方式進(jìn)行連接，滑銷以過盈配合的方式固定在滑銷連接套上。
軸、防塵蓋、推力球軸承、滾針軸承、擋圈和銷和軸承座連接在一起，軸可以在軸承座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
一種用于鈉冷快堆輻照裝置操作的機(jī)電一體化裝置，包括權(quán)利要求
所述的機(jī)電一體化自動(dòng)抓具、頂部部件、筒倉(cāng)部件、驅(qū)動(dòng)部件、閘閥及支撐部件,其中頂部部件由上筒體、稱重傳感器、限位開關(guān)、定滑輪機(jī)構(gòu)和支架組成，稱重傳感器和定滑輪機(jī)構(gòu)位于上筒體內(nèi)，定滑輪機(jī)構(gòu)位于稱重傳感器之上，限位開關(guān)裝在上筒體底部、自動(dòng)抓具上方。筒倉(cāng)部件由筒倉(cāng)、帶管嘴的截止閥和管連接組成，筒倉(cāng)固定在其下方的箱體上，自動(dòng)抓具懸掛在筒倉(cāng)內(nèi)。驅(qū)動(dòng)部件由卷筒、減速機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器等組成，卷筒上卷有鋼絲繩，旋轉(zhuǎn)編碼器通過聯(lián)軸器連接到卷筒上。閘閥及支撐部件由閘閥、支座、密封墊組成，其中閘閥和支座連成一體，密封墊粘接在支座的下表面上。
所述減速機(jī)為自鎖的雙級(jí)渦輪蝸桿減速機(jī)。
所述管通過管夾固定在筒倉(cāng)上。[0013]所述自動(dòng)抓具通過鋼絲繩懸掛在筒倉(cāng)內(nèi)，其上端掛有導(dǎo)向管。
所述箱體的側(cè)壁上開有觀察窗。
擋板、輻照裝置和殼體密封在房間B內(nèi)，所述房間B內(nèi)填充高純度的氬氣。
(三)有益效果
本發(fā)明提供的裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)
I.方便能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)抓具的開合，并且能夠通過重力傳感器直接判斷是否抓住目標(biāo)；
2.安全驅(qū)動(dòng)抓具上下運(yùn)動(dòng)的減速機(jī)是自鎖的，電機(jī)斷電后抓具不會(huì)打滑；
3.密封性好閘閥和取放工具部件是獨(dú)立的，取放工具部件取走后不影響閘閥對(duì)房間B的密封。
圖I為整體剖面圖；圖2為整體正視圖；圖3為圖I的E-E視圖；圖4為圖I的俯視圖；圖5為抓具正視剖面圖；圖6為抓具的側(cè)視圖；圖7為圖5的B-B視圖；圖8為圖5的F-F視圖；圖9為圖8的G-G視圖；圖10為滑塊46的凹槽結(jié)構(gòu)圖；圖11為抓具8狀態(tài)ー圖；圖12為抓具8狀態(tài)ニ圖；圖13為抓具8狀態(tài)三圖；圖14為抓具8狀態(tài)四圖；圖15為抓具8狀態(tài)ー時(shí)，滑銷48相對(duì)于滑塊46的位置圖；圖16為抓具8狀態(tài)ニ時(shí)，滑銷48相對(duì)于滑塊46的位置圖；圖17為抓具8狀態(tài)三時(shí)，滑銷48相對(duì)于滑塊46的位置圖；圖18為抓具8狀態(tài)四時(shí)，滑銷48相對(duì)于滑塊46的位置圖，圖19為圖5上端的放大圖，圖20為圖5中抓具桿頂端處的放大圖，圖21為圖5中中間殼體頂端放大圖。
其中，I為上筒體，2為稱重傳感器,3為鋼絲繩,4為限位開關(guān),5為定滑輪機(jī)構(gòu),6為支架，7為導(dǎo)向管,8為抓具,9為筒倉(cāng),10為箱體,11為觀察窗，12為卷筒,13為閘閥，14為支座，15為密封墊，16為擋板，17為輻照裝置，18為殼體，19為管，20為管卡，21為帶管嘴的截止閥，22為自鎖的雙級(jí)渦輪蝸桿減速機(jī)，23為帶管嘴的截止閥，24為螺釘，25為聯(lián)軸器，26為旋轉(zhuǎn)編碼器，27為軸，28為防塵蓋，29為推力軸承，30為軸承座，31為彈簧墊圈，32為內(nèi)六角螺釘，33為滾針軸承，34為擋圏，35為銷，36為連接套，37為抓具桿，38為直線軸承，39為滑銷連接套，40為螺釘，41為軸承蓋，42為螺栓，43為彈簧墊圈，44為軸承蓋，45為鉛墜，46為滑塊，47為擋圏，48為滑銷，49為定位套，50為支座，51為爪，52為銷，53為鉸軸，54為滾針軸承，55為圓柱銷，56為塞子；A為孔道，B為房間，C為腔體，D為凹槽，E為長(zhǎng)槽孔，F(xiàn)為斜面。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步說明。
一，結(jié)構(gòu)描述
I.整體結(jié)構(gòu)
本實(shí)施例提供一種用于鈉冷快堆輻照裝置操作的機(jī)電一體化自動(dòng)抓具，包括頂部部件、筒倉(cāng)部件、驅(qū)動(dòng)部件、閘閥及支撐部件、其總體結(jié)構(gòu)如圖I 圖4所示。
上筒體I、稱重傳感器2、限位開關(guān)4、定滑輪機(jī)構(gòu)5和支架6組成頂部部件，如圖I和圖3所示。稱重傳感器2和定滑輪機(jī)構(gòu)5位于上筒體I內(nèi)，定滑輪機(jī)構(gòu)5位于稱重傳感器2之上，稱重傳感器2檢測(cè)抓具8的重量變化，以判斷抓具8抓住輻照裝置17與否。限位開關(guān)4裝在上筒體I底部、自動(dòng)抓具8上方，用于限制抓具在筒倉(cāng)9內(nèi)的上部位置，防止碰撞。
筒倉(cāng)9位于上筒體下方。管19通過管夾20固定在筒倉(cāng)9上，帶管嘴的截止閥21和管19連接成一體組成筒倉(cāng)部件，如圖2所示。筒倉(cāng)9內(nèi)的自動(dòng)抓具8懸掛在鋼絲繩3上，導(dǎo)向管7掛在自動(dòng)抓具8的上端。
卷筒12、自鎖的雙級(jí)渦輪蝸桿減速機(jī)22安裝在箱體10上，觀察窗11在箱體10的側(cè)壁上，用于觀察箱體10內(nèi)部情況，帶管嘴的截止閥23固定在箱體10上，旋轉(zhuǎn)編碼器26通過聯(lián)軸器25連接到卷筒12上組成驅(qū)動(dòng)部件，如圖I所示。驅(qū)動(dòng)抓具8上下運(yùn)動(dòng)的減速機(jī)22是自鎖的，電機(jī)斷電后抓具8不會(huì)打滑。
上述零部件組合在一起組成取放工具部件。閘閥13和支座14連成一體，密封墊15粘接在支座14的下表面上，組成閘閥及支撐部件。閘閥13和取放工具部件是各自獨(dú)立的，取放工具部件取走后不影響閘閥13對(duì)房間B的密封。
擋板16、輻照裝置17和殼體18在密封的房間B內(nèi)，房間B內(nèi)填充高純度的氬氣。在不取放輻照裝置17時(shí)，孔道A處用塞子56塞住，保證內(nèi)部的氬氣不泄露到外部。
2.抓具結(jié)構(gòu)
抓具的結(jié)構(gòu)如圖5 圖10所示。抓具包括芯部、中間殼體、外殼體，主要由軸27、軸承座30、連接套36、滑銷連接套39、鉛墜45、滑塊46、支座50和爪51等組成。抓具靠自身的重力實(shí)現(xiàn)爪的打開和關(guān)閉。
爪51和支座50通過鉸軸53連接，支座50通過銷52和抓具桿37連接，這樣便構(gòu)成了抓具的芯部。抓具8的支座50中間的孔具有導(dǎo)向和支撐抓具8的作用，保證抓具8抓取輻照裝置17時(shí)保持豎直的狀態(tài)。抓具8的爪51是三個(gè)均布的爪，在爪51的下部有導(dǎo)向的斜面F,如圖5所示。
螺栓42、彈簧墊圈43、軸承蓋44、鉛墜45、滑塊46、擋圈47和定位套49組成中間殼體。
抓具桿37通過圓柱銷55和滑塊46連接起來，如圖8所示。在抓具桿上開有長(zhǎng)槽孔，圓柱銷55可以在長(zhǎng)槽孔限定的范圍內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，即滑塊46可以相對(duì)于抓具桿37在長(zhǎng)槽孔限定的范圍內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，亦即中間殼體相對(duì)于芯部可以在長(zhǎng)槽孔限定的范圍內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。這個(gè)長(zhǎng)槽孔限定的行程是抓具的爪51打開和關(guān)閉的行程。
滑塊46的結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)凸輪，如圖10所示，整體呈圓柱型，在圓柱的外表面上相對(duì)于軸心對(duì)稱布置凹槽D，凹槽是回環(huán)形狀的，凹槽沿軸向的長(zhǎng)度較大，此長(zhǎng)度是為了保證抓具抓住輻照裝置17后不會(huì)因?yàn)轭嶔ざ`動(dòng)作導(dǎo)致輻照裝置17跌落下來。
軸承座30上部設(shè)計(jì)成錐形，以消除抓具被卡住的可能性。軸承座30通過內(nèi)六角螺釘32及彈簧墊圈31和連接套36連成一體，連接套36和滑銷連接套39以螺紋連接的方式進(jìn)行連接，滑銷48以過盈配合的方式固定滑銷連接套39上，如此便形成了抓具的外殼體。抓具在完成其抓取或釋放動(dòng)作時(shí)，抓具的芯部和中間殼體相對(duì)與外殼體運(yùn)動(dòng)。
軸27、防塵蓋28、推力球軸承29、滾針軸承33、擋圈34和銷35和軸承座30連接在一起，軸27可以在軸承座30內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。[0041]二，動(dòng)作原理
I.抓具動(dòng)作原理
如圖11 圖18所示，初始狀態(tài)為抓具8抓住輻照裝置17，抓具8釋放輻照裝置17到殼體18內(nèi)的過程中抓具8狀態(tài)變化的過程如下
狀態(tài)一如圖11所示，此狀態(tài)表示抓具8將輻照裝置17通過孔道A向下放置，輻照裝置17剛好放置到殼體18上的狀態(tài)，同時(shí)此狀態(tài)也表示了抓具8抓住輻照裝置的狀態(tài)。在此時(shí)刻支座50頂在殼體18上，由于抓具的芯部和支座50通過銷52連成一體，于是抓具的芯部相對(duì)于輻照裝置17處于靜止?fàn)顟B(tài)。
在此狀態(tài)下，滑銷連接套39居頂部位置，滑銷48在滑塊46凹槽D的上部位置，如圖15所示，圓柱銷55在滑塊46的長(zhǎng)槽孔E下部位置，滑塊46頂住爪51而使其處于關(guān)閉 的狀態(tài)。
狀態(tài)二 如圖12所示，此狀態(tài)表示抓具8的滑銷48在滑塊46凹槽D的下部位置的狀態(tài)。由“狀態(tài)一”到“狀態(tài)二”的變化過程中抓具的芯部不動(dòng)，中間殼體在重力的作用下通過圓柱銷55掛在芯部的抓具桿37上，即掛在芯部上，芯部相對(duì)于輻照裝置17不運(yùn)動(dòng)，于是中間殼體也不動(dòng)。由于重力的作用外殼體相對(duì)于中間殼體向下運(yùn)動(dòng)到滑銷48頂住滑塊46上的凹槽D的下部凹陷處為止,此時(shí)滑銷48的位置如圖16所示。此時(shí)刻抓具的爪51由于滑塊46的作用仍處于閉合的狀態(tài)。
狀態(tài)三如圖13所示，此狀態(tài)表示提起抓具8時(shí)，滑銷48頂?shù)交瑝K46上居于下部的凹槽D的上部凹陷處的狀態(tài)，此時(shí)滑銷48的位置如圖17所示。在此時(shí)刻外殼體相對(duì)于“狀態(tài)二”時(shí)的位置向上平移了一小段距離，抓具8的爪51由于滑塊46的作用仍處于閉合的狀態(tài)。
如果繼續(xù)向上拉抓具8，中間殼體將被外殼體上的滑銷48帶動(dòng)而向上運(yùn)動(dòng)。
狀態(tài)四此狀態(tài)表示抓具8的爪51處于松開狀態(tài)的情況。
從“狀態(tài)三”到“狀態(tài)四”的過程中，中間殼體剛好被被提升到圓柱銷55到達(dá)抓具桿37上的長(zhǎng)槽孔E的上部位置，滑塊46相對(duì)于抓具桿37向上運(yùn)動(dòng)了一段距離，滑銷48的位置如圖18所示。此時(shí)抓具桿37的下部已經(jīng)不再頂住爪51的上端部，爪51處于松弛狀態(tài)。
如果繼續(xù)向上拉抓具8，抓具8的芯部將被中間殼體帶動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)，爪51將從輻照裝置上脫開，空的抓具8被向上提起。
抓具8抓取輻照裝置17的狀態(tài)變化過程是上述釋放輻照裝置17的逆過程。
2.整體動(dòng)作原理
設(shè)備抓取輻照裝置17的動(dòng)作原理如下
I)抓具8處于“狀態(tài)四”所屬之狀態(tài)。
2)將塞住孔道A的塞子56取走，將閘閥及支撐部件安裝到孔道A的正上方，關(guān)閉閘閥13。
3)將取放工具部件通過螺釘24固定到閘閥及支撐部件上。
4)將房間B用專門的氬氣系統(tǒng)進(jìn)行氬氣置換，以使氬氣達(dá)到規(guī)定的純度和壓力。
5)通過帶管嘴的截止閥21、23，將腔體C內(nèi)的空氣置換成氬氣，并達(dá)到規(guī)定的純度和壓力。[0060]6)打開閘閥13。
7)驅(qū)動(dòng)抓具8向下運(yùn)動(dòng)去抓取輻照裝置17。抓具8在向下運(yùn)動(dòng)的過程中，帶動(dòng)導(dǎo)向管7向下運(yùn)動(dòng)，直至導(dǎo)向管7被擋板16擋住，導(dǎo)向管7不再向下運(yùn)動(dòng)，抓具8繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，直到抓具運(yùn)動(dòng)到殼體18的上部。此時(shí)提升抓具8，輻照裝置17就被抓起，抓具8提升到上部，輻照裝置8就被抓取到取放工具部件內(nèi)。
8)關(guān)閉閘閥。將取放工具部件內(nèi)的氬氣置換為潔凈的空氣，松脫螺釘24就可以將取放工具連同輻照裝置17取走，到規(guī)定的位置 后，抓具8將輻照裝置17下放到規(guī)定的位置。
同樣，設(shè)備也可以將置輻照裝置放置到殼體18上。
以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所做的具體說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于這些說明。對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演和變換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)電一體化自動(dòng)抓具,包括芯部、中間殼體、外殼體,其特征在于 所述芯部由爪(51)、抓具桿(37)和支座(50)組成，爪(51)和支座(50)通過鉸軸(53)連接，支座(50 )通過銷(52 )和抓具桿(37 )連接； 所述中間殼體由螺栓(42)、彈簧墊圈(43)、軸承蓋(44)、鉛墜(45)、滑塊(46)、擋圈(47)和定位套(49)組成； 抓具桿(37)通過圓柱銷(55)和滑塊(46)連接，在抓具桿(37)上開有長(zhǎng)槽孔，圓柱銷(55)能夠在長(zhǎng)槽孔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)； 滑塊(46)整體呈圓柱型，在圓柱的外表面上相對(duì)于軸心對(duì)稱布置回環(huán)形狀的凹槽(D)； 所述外殼體由軸承座(30)、彈簧墊圈(31)、連接套(36)和滑銷連接套組成，軸承座(30)通過內(nèi)六角螺釘(32)及彈簧墊圈(31)和連接套(36)連成一體，連接套(36)和滑銷連接套(39)以螺紋連接的方式進(jìn)行連接，滑銷(48)以過盈配合的方式固定在滑銷連接套(39)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的自動(dòng)抓具，其特征在干軸(27)、防塵蓋(28)、推力球軸承(29)、滾針軸承(33)、擋圈(34)銷(35)和軸承座(30)連接在一起，軸(27)能夠在軸承座(30)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的自動(dòng)抓具，其特征在于所述凹槽(D)沿軸向的長(zhǎng)度較大。
4.一種用于鈉冷快堆輻照裝置操作的機(jī)電一體化裝置，包括權(quán)利要求
I所述的機(jī)電ー體化自動(dòng)抓具、頂部部件、筒倉(cāng)部件、驅(qū)動(dòng)部件、閘閥及支撐部件，其中 頂部部件由上筒體(I)、稱重傳感器(2)、限位開關(guān)(4)、定滑輪機(jī)構(gòu)(5)和支架(6)組成，稱重傳感器(2)和定滑輪機(jī)構(gòu)(5)位于上筒體(I)內(nèi)，定滑輪機(jī)構(gòu)(5)位于稱重傳感器(2)之上，限位開關(guān)(4)裝在上筒體(I)底部、自動(dòng)抓具(8)上方； 筒倉(cāng)部件由筒倉(cāng)、帶管嘴的截止閥(21)和管(19)連接組成，筒倉(cāng)(9)固定在其下方的箱體(10)上，自動(dòng)抓具(8)懸掛在筒倉(cāng)內(nèi)； 驅(qū)動(dòng)部件由卷筒(12)、減速機(jī)(22)、旋轉(zhuǎn)編碼器(26)組成，卷筒(12)上卷有鋼絲繩(3),旋轉(zhuǎn)編碼器(26)通過聯(lián)軸器(25)連接到卷筒(12)上，所述減速機(jī)(22)為自鎖的雙級(jí)渦輪蝸桿減速機(jī)； 閘閥及支撐部件由閘閥(13)、支座(14)、密封墊(15)組成，其中閘閥(13)和支座(14)連成一體，密封墊(15)粘接在支座(14)的下表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的機(jī)電一體化裝置所述管(19)通過管夾(20)固定在筒倉(cāng)(9)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的機(jī)電一體化裝置所述自動(dòng)抓具(8)通過鋼絲繩(3)懸掛在筒倉(cāng)內(nèi)，其上端掛有導(dǎo)向管(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的機(jī)電一體化裝置所述箱體(10)的側(cè)壁上開有觀察窗(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的機(jī)電一體化裝置擋板(16)、輻照裝置(17)和殼體(18)密封在房間(B)內(nèi)，所述房間(B)內(nèi)填充高純度的氬氣。
專利摘要
本發(fā)明屬于反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于鈉冷快堆輻照裝置操作的機(jī)電一體化裝置，由上到下依次為頂部部件、筒倉(cāng)部件、驅(qū)動(dòng)部件、閘閥及支撐部件，筒倉(cāng)內(nèi)置有自動(dòng)抓具，該自動(dòng)抓具包括芯部、中間殼體、外殼體。本發(fā)明提供的機(jī)電一體化裝置具有方便、安全、密封性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G21C19/20GKCN101853709SQ201010123828
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年3月15日
發(fā)明者于團(tuán)結(jié), 呂云彪, 李海, 楊孔靂, 王明政, 王長(zhǎng)玲, 谷繼品, 靳風(fēng)雷 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5), 非專利引用 (2),