重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手的製作方法

2023-05-31 06:46:56

專利名稱：重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手的製作方法
技術領域：
本發明涉及核電廠主熱傳輸管支吊架專用扳手，具體涉及一種用於重水堆核電設備檢修時主熱傳輸管支吊架上、下螺母固定、調整以及定扭矩緊固專用扳手。
背景技術：
核電廠主熱傳輸管支吊架處核幅射區內，在寬6m，縱深1.5m範圍內密集排列約240個支吊架。工作中固定支吊架的上、下螺母，因振動、溫度、應力等因素將會出現鬆動現象。目前電廠為人員進入該區，特別是對後排縱深1.5m處螺母，採用常規(各種)扳手調整、鎖緊螺母；但人員進入該區且在密集的支吊架矩陣中操作很困難，操作時間長，效率低，受幅射劑量大。因此急需一種可以方便操作，對人手無法觸及到，位於縱深1.5m遠處的螺母，實現對全範圍內所有支吊架上、下螺母的調整和鎖緊，並避免較大受輻射劑量的主熱傳輸管支吊架專用工具。

發明內容
本發明的要解決的技術問題是提供一種用於重水堆核電廠主熱傳輸管支吊架上、下固定螺母的調整及定扭矩緊固，提高操作效率，減少操作人員輻射劑量的專用扳手。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為，一種重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，包括驅動系統，還包括迴轉式套筒傳動系統，滑動式拉杆裝置；所述迴轉式套筒傳動系統、滑動式拉杆裝置、驅動系統依次連接；所述迴轉式套筒傳動系統包括箱體、迴轉式蝸輪套筒、兩個蝸杆錐齒輪軸、第一萬向聯軸節和連接軸；所述箱體一端設有開口，與該開口相鄰的箱體上開有圓柱狀槽；所述迴轉式蝸輪套筒採用套筒與套筒外蝸輪一體化結構，該迴轉式蝸輪套筒沿軸向設有開口槽，套筒中間開有與螺母匹配的軸向槽；該迴轉式蝸輪套筒套在所述箱體的圓柱狀槽上，該圓柱狀槽託住迴轉式蝸輪套筒底端並與其周向間隙配合；兩個蝸杆錐齒輪軸設置在箱體中，所述兩個蝸杆錐齒輪軸的一端均設有一個錐齒輪，所述兩個蝸杆錐齒輪軸的錐齒輪相互嚙合；所述兩個蝸杆錐齒輪軸軸向設置有螺杆螺紋，所述螺杆螺紋與所述迴轉式蝸輪套筒的套筒外蝸輪嚙合；所述兩個蝸杆錐齒輪軸中任意一個的設有錐齒輪的軸端通過第一萬向聯軸節與連接軸連接，該連接軸與箱體間隙配
口 ο所述迴轉式套筒傳動系統還包括接杆、第二萬向聯軸節、彎管接頭；所述連接軸從箱體內部伸出，該箱體在連接軸伸出的位置與接杆連接，所述連接軸伸出箱體一端穿過接杆與第二萬向聯軸節的一端連接；所述彎管接頭的一端與接杆一端連接。所述滑動式拉杆裝置包括與所述第二萬向聯軸節的另一端連接的六方傳動軸、套在六方傳動軸外側的外套管、套在外套管上的錐度夾緊塊和拉杆外套管、套在所述錐度夾緊塊和拉杆外套管上的內錐壓緊螺套；所述六方傳動軸外緣橫截面呈六邊形；所述拉管外套管靠近錐度夾緊塊一端設有外螺紋；所述內錐壓緊螺套為向外套管傾斜的錐桶和圓桶的一體化結構，所述錐桶套壓在錐度夾緊塊外，所述圓桶內部設置有內螺紋與拉管外套管的外螺紋配合；所述彎管接頭的另一端與外套管的一端連接。所述滑動式拉杆裝置還包括設置在所述外套管和六方傳動軸之間的內六方套傳動軸，所述內六方套傳動軸套在六方傳動軸(9)外並與外套管留有間隙；該內六方套傳動軸一端為內設有與六方傳動軸外緣匹配的六邊形孔結構。所述驅動系統包括可調扭矩離合器和電機；所述電機的定子與所述拉管外套管另一端固定；所述可調扭矩離合器位於電機和所述拉管外套管的內部，所述可調扭矩離合器一端與所述內六方套傳動軸的另一端連接，可調扭矩離合器另一端與電機軸連接。所述可調扭矩離合器包括離合器內環、離合器外環、調節螺釘、調整彈簧和鋼球，所述離合器內環和離合器外環均為截面為環形的套筒結構，離合器外環套在離合器內環外並留有間隙；離合器外環一端表面與所述六方套傳動軸固定連接；該離合器內環外壁周向上開設有若干個「V」形槽，該離合器內環內壁與電機軸固定連接；離合器外環外壁周向上開設有與所述「V」形槽個數相同數量的與內壁聯通的外環孔，每個外環孔上設置調節螺釘；所述鋼球一部分位於「V」形槽內，一部分位於外環孔內，鋼球與「V」形槽和外環孔均是間隙配合；所述調節彈簧設置在鋼球和所述調節螺釘之間。還包括固定在拉管外套管上的操作手柄。本發明的有益效果:(I)本專利實現「開口式扳手」的電動連續旋轉，使手動間歇操作變為電動連繼操作，提高效率約5-6倍，減少人員幅射劑量。(2)可滿足現埸縱深1.5m範圍內所有支吊架螺栓的使用。同時遠距離操作可降低對人員的幅射劑量。(3)可調式扭矩離合器可確保各螺栓旋緊扭矩的可靠性及一致性，並用於電機超載安全保護。(4)採用帶正反轉開關的多級變速電機，以適應螺母的拆裝及其它不同工況條件下的操作。


圖1為本發明重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手圖；圖2為本發明重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手傳動系統剖面圖；圖3為本發明重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手滑動式拉杆裝置剖面圖；圖4為本發明重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手可調扭矩離合器截面圖；圖5為圖4中A-A向剖面圖；圖6為核電廠主熱傳輸管支吊架圖。圖中:1-箱體，2-迴轉式蝸輪套筒，3-第一蝸杆錐齒輪軸，4-第一萬向聯軸節，5-接杆，6-第二萬向聯軸節，7-彎管接頭，8-外套管，9-六方傳動軸，10圓柱銷，11-含油軸承，12-第二蝸杆錐齒輪軸，13-錐度夾緊塊，14-內錐壓緊螺套，15-大含油軸承，16-內六方套傳動軸，17-拉杆外套管，18-離合器內環，19-電機軸，20-鋼球，21調整彈簧，22-調節螺釘，23離合器外環，24-電機，25-拔銷，26-連接軸，27-迴轉式套筒傳動系統，28-滑動式拉杆裝置，29-操作手柄，30-可調扭矩離合器，31-支吊架螺杆，32-上螺母，33-下螺母，34-支吊架,35-主熱傳輸管。
具體實施例方式以下結合附圖1至附圖6和實施例對本發明做進一步描述。一種重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，包括迴轉式套筒傳動系統27、滑動式拉杆裝置28、操作手柄29、驅動系統；所述迴轉式套筒傳動系統27包括箱體1、迴轉式蝸輪套筒2、第一蝸杆錐齒輪軸3、第二蝸杆錐齒輪軸12、第一萬向聯軸節4和連接軸26 ；所述箱體I為上下分體式結構，箱體I的上下部分通過螺釘固定；該箱體I 一端設有開口，與該開口相鄰的箱體上開有圓柱狀槽；所述迴轉式蝸輪套筒2採用套筒與套筒外蝸輪一體化結構，該迴轉式蝸輪套筒軸向設有徑向開口槽，套筒中間開有與支吊架螺母匹配的軸向槽，該軸向槽的橫截面呈十二邊形，即十二方結構；該迴轉式蝸輪套筒套在所述箱體的圓柱狀槽上，該圓柱狀槽託住迴轉式蝸輪套筒底端並與其周向間隙配合；兩個蝸杆錐齒輪軸設置在箱體I中，該兩個蝸杆錐齒輪軸分別為第一蝸杆錐齒輪軸3和第二蝸杆錐齒輪軸12，所述第一蝸杆錐齒輪軸3和第二蝸杆錐齒輪軸12的兩端與箱體間通過含油軸承11支撐；所述第一蝸杆錐齒輪軸3和第二蝸杆錐齒輪軸12的一端均設有一個錐齒輪，所述第一蝸杆錐齒輪軸3的錐齒輪和第二蝸杆錐齒輪軸12的錐齒輪相互嚙合；所述第一蝸杆錐齒輪軸3和第二蝸杆錐齒輪軸12軸向未與含油軸承連接的部分設置有螺杆螺紋，所述螺杆螺紋均與所述迴轉式蝸輪套筒的蝸輪螺紋嚙合；當迴轉式蝸輪套筒2順時針旋轉，其徑向通槽進入第一蝸杆錐齒輪軸3或第二蝸杆錐齒輪軸12嚙合區時，第一蝸杆錐齒輪軸3或第二蝸杆錐齒輪軸12中另一個與迴轉式蝸輪套筒2正常嚙合，從而使迴轉式蝸輪套筒可不間斷連續旋轉傳遞動力。所述第二桿錐齒輪軸12設有錐齒輪的軸端與第一萬向聯軸節4的一端通過圓柱銷10固定，第一萬向聯軸節4的另一端帶有耳座；連接軸26設置在箱體1，接杆5內部與箱體、接杆內的含油軸承間隙配合，連接軸26兩端設置有耳座，該連接軸26的一端耳座與第一萬向聯軸節4的耳座連接；所述迴轉式套筒傳動系統27還包括接杆5、第二萬向聯軸節6、彎管接頭7 ;第二萬向聯軸節6的一端設置有耳座，所述連接軸26從箱體I內部伸出，該箱體I在連接軸26伸出的位置與接杆5連接，所述連接軸26的另一端伸出箱體I 一端穿過接杆5通過其上的耳座與第二萬向聯軸節6的耳座端連接；所述彎管接頭7的一端與接杆5 —端連接；滑動式拉杆裝置28包括與所述第二萬向聯軸節6的另一端連接的六方傳動軸9、套在六方傳動軸9外側的外套管8、套在外套管8上的錐度夾緊塊13和拉杆外套管17、套在所述錐度夾緊塊13和拉杆外套管17上的內錐壓緊螺套14 ;所述外套管8與彎管接頭7的另一端連接，所述六方傳動軸9與第二萬向聯軸節6的另一端通過銷釘固定；所述錐度夾緊塊13—端和拉杆外套管17—端相鄰，它們與外套管8間隙配合，可以沿著外套管8軸向滑動；該拉杆外套管17靠近錐度夾緊塊13 —端設有外螺紋；所述內錐壓緊螺套14為向外套管傾斜的錐桶和圓桶的一體化結構，所述錐桶套壓在錐度夾緊塊13外，所述圓桶內部設置有內螺紋與拉杆外套管17的外螺紋配合。在操作時，旋鬆內錐壓緊螺套14，使夾緊塊13鬆開外套管8的壓力，拉動拉杆外套管17，使與外套管8相對伸長，調至要求長度後，旋緊內錐壓緊螺套14，經夾緊塊13夾緊外套管8。所述六方傳動軸9外緣橫截面呈六邊形，外套管8和六方傳動軸9之間設置有內六方套傳動軸16，所述內六方套傳動軸16套在六方傳動軸9外並與外套管8留有間隙，內六方套傳動軸16—端外壁與外套管8內壁之間設置大含油軸承15，起到支撐作用；該內六方套傳動軸16 —端為內設有與六方傳動軸9外緣匹配的六邊形孔結構，即六方結構。驅動系統包括可調扭矩離合器30和電機24 ;所述電機24的定子與所述拉管外套管17另一端固定；所述可調扭矩離合器30位於電機24和所述拉管外套管17的內部；可調扭矩離合器30包括離合器內環18、離合器外環23、調節螺釘22、調整彈簧21和鋼球20，所述離合器內環18和離合器外環23均為截面為環形的套筒結構，離合器外環23套在離合器內環18外並留有間隙；離合器外環23 —端表面與內六方套傳動軸16另一端通過拔銷25連接，該內六方套傳動軸16另一端與拉杆外套管17之間設置有含油軸承，用於支撐內六方套傳動軸16和保證內六方套傳動軸16的轉動穩定性；該離合器內環18的套在電機24的電機軸19上，離合器內環18的內壁與電機軸19通過鍵連接；該離合器內環18外壁周向上開設有4個「V」形槽，離合器外環23外壁周向上開設有與4個與其內壁聯通的外環孔，每個外環孔上靠近外壁面設置調節螺釘22 ;鋼球20 —部分位於「V」形槽內，一部分位於外環孔內，鋼球與「V」形槽和外環孔均是間隙配合；調節彈簧21設置在鋼球20和所述調節螺釘之間，兩端分別頂住鋼球20和調節螺釘22。調整調節彈簧21對鋼球20的壓力大小，可控制調整專用扳手的輸出扭矩，實現定扭矩旋緊螺母。並可用於電機超扭矩的安全保護。所述外套管8與拉杆外套管17，六方傳動軸9與內六方套傳動軸16的軸向可調節長度範圍為0-620mm。該支吊架扳手展開總長為1800mm。(支吊架扳手長度可在1180mm至1800mm間調節)，可適應不同距離調整、鎖緊螺母的操作。操作手柄29固定在拉管外套管17靠近電機24側上,有利於專用扳手人工操作時
候穩定。在操作過程中，在支吊架34上、下採用二個獨立操作的支吊架專用扳手，即上支吊架專用扳手和下支吊架專用扳手，它們分別用於對支吊架上螺母32、下螺母33進行操作。首先按支吊架螺母離操作人員的距離，調整拉杆外套管17長度，將上、下支吊架專用扳手徑向通槽對準支吊架螺杆31，前推至緊靠該支吊架螺杆31，將多級可調變速電機24調至低速擋，啟動電機24，並將下支吊架專用扳手上抬，上支吊架專用扳手下落，使兩個專用扳手帶有的內十二方迴轉式蝸輪套筒2分別套入支吊架34六方上螺母32、下螺母33，停止電機24，轉動變速旋鈕轉至預定轉速擋，再次啟動電機24，當螺母鎖緊並達預定扭矩值時，可調式扭矩離合器30打滑，發出連續響聲，關閉電源，電機24停轉，兩個支吊架專用扳手分別退出，完成作業，實現設備檢修時主熱傳輸管支吊架上、下螺母固定、調整以及定扭矩緊固，並且減少核電廠主熱傳輸管35對操作人員的輻射。
權利要求
1.一種重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，包括驅動系統，其特徵在於:還包括迴轉式套筒傳動系統(27)，滑動式拉杆裝置(28);所述迴轉式套筒傳動系統(27)、滑動式拉杆裝置(28)、驅動系統依次連接； 所述迴轉式套筒傳動系統包括箱體(I)、迴轉式蝸輪套筒(2)、兩個蝸杆錐齒輪軸(3，12)、第一萬向聯軸節(4)和連接軸(26)； 所述箱體(I) 一端設有開口，與該開口相鄰的箱體(I)上開有圓柱狀槽；所述迴轉式蝸輪套筒(2)採用套筒與套筒外蝸輪一體化結構，該迴轉式蝸輪套筒(2)沿軸向設有開口槽，套筒中間開有與螺母匹配的軸向槽；該迴轉式蝸輪套筒(2)套在所述箱體(I)的圓柱狀槽上，該圓柱狀槽託住迴轉式蝸輪套筒(2)底端並與其周向間隙配合； 兩個蝸杆錐齒輪軸(3，12)設置在箱體(I)中，所述兩個蝸杆錐齒輪軸(3，12)的一端均設有一個錐齒輪，所述兩個蝸杆錐齒輪軸(3，12)的錐齒輪相互嚙合；所述兩個蝸杆錐齒輪軸(3，12)軸向設置有螺杆螺紋，所述螺杆螺紋與所述迴轉式蝸輪套筒(2)的套筒外蝸輪嚙合；所述兩個蝸杆錐齒輪軸(3，12)中任意一個的設有錐齒輪的軸端通過第一萬向聯軸節(4)與連接軸(26)連接，該連接軸(26)與箱體(I)間隙配合。
2.按照權利要求1所述的重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，其特徵在於:所述迴轉式套筒傳動系統(27)還包括接杆(5)、第二萬向聯軸節￠)、彎管接頭(7)； 所述連接軸(26)從箱體(I)內部伸出，該箱體(I)在連接軸(26)伸出的位置與接杆(5)連接，所述連接軸(26)伸出箱體(I) 一端穿過接杆(5)與第二萬向聯軸節￠)的一端連接；所述彎管接頭(7)的一端與接杆(5) —端連接。
3.按照權利要求2所述的重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，其特徵在於:所述滑動式拉杆裝置(28)包括與所述第二萬向聯軸節￠)的另一端連接的六方傳動軸(9)、套在六方傳動軸(9)外側的 外套管(8)、套在外套管(8)上的錐度夾緊塊(13)和拉杆外套管(17)、套在所述錐度夾緊塊(13)和拉杆外套管(17)上的內錐壓緊螺套(14)； 所述六方傳動軸(9)外緣橫截面呈六邊形；所述拉管外套管(17)靠近錐度夾緊塊(13)一端設有外螺紋；所述內錐壓緊螺套(14)為向外套管(8)傾斜的錐桶和圓桶的一體化結構，所述錐桶套壓在錐度夾緊塊(13)外，所述圓桶內部設置有內螺紋與拉管外套管(17)的外螺紋配合；所述彎管接頭(7)的另一端與外套管(8)的一端連接。
4.按照權利要求2所述的重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，其特徵在於:所述滑動式拉杆裝置(28)還包括設置在所述外套管(8)和六方傳動軸(9)之間的內六方套傳動軸(16)，所述內六方套傳動軸(16)套在六方傳動軸(9)外並與外套管(8)留有間隙；該內六方套傳動軸(16) —端為內設有與六方傳動軸(9)外緣匹配的六邊形孔結構。
5.按照權利要求4所述的重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，其特徵在於:所述驅動系統包括可調扭矩離合器(30)和電機(24);所述電機(24)的定子與所述拉管外套管(17)另一端固定；所述可調扭矩離合器(30)位於電機(24)和所述拉管外套管(17)的內部，所述可調扭矩離合器(30) —端與所述內六方套傳動軸(16)的另一端連接，可調扭矩離合器(30)另一端與電機軸(19)連接。
6.按照權利要求5所述的重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，其特徵在於:所述可調扭矩離合器(30)包括離合器內環(18)、離合器外環(23)、調節螺釘(22)、調整彈簧(21)和鋼球(20)，所述離合器內環(18)和離合器外環(23)均為截面為環形的套筒結構，離合器外環(23)套在離合器內環(18)外並留有間隙；離合器外環(23) —端表面與所述內六方套傳動軸(16)固定連接； 該離合器內環(18)外壁周向上開設有若干個「V」形槽，該離合器內環(18)內壁與電機軸(19)固定連接；離合器外環(23)外壁周向上開設有與所述「V」形槽個數相同數量的與其內壁聯通的外環孔，每個外環孔上設置調節螺釘(22)； 所述鋼球(20) —部分位於「V」形槽內，一部分位於外環孔內，鋼球(20)與「V」形槽和外環孔均是間隙配合；所述調節彈簧(21)設置在鋼球(20)和所述調節螺釘(22)之間。
7.按照權利要求4所述的重水堆主熱傳輸管支吊架螺母專用扳手，其特徵在於:還包括固定在拉管外 套管(17)上的操作手柄(29)。
全文摘要
本發明涉及一種用於重水堆核電設備檢修時的主熱傳輸管支吊架上、下螺母的固專用扳手。包括驅動系統，還包括迴轉式套筒傳動系統，滑動式拉杆裝置；所述迴轉式套筒傳動系統、滑動式拉杆裝置、驅動系統依次連接；迴轉式套筒傳動系統包括箱體、迴轉式蝸輪套筒、兩個蝸杆錐齒輪軸、第一萬向聯軸節和連接軸。迴轉式蝸輪套筒外壁設蝸輪螺紋；兩個蝸杆錐齒輪軸設置在箱體中，它們的一端均設有一個錐齒輪並相互嚙合；所述兩個蝸杆錐齒輪軸外壁有螺杆螺紋，螺杆螺紋與迴轉式蝸輪套筒的蝸輪螺紋嚙合；兩個蝸杆錐齒輪軸中任意一個的設有錐齒輪的軸端通過第一萬向聯軸節與連接軸連接，該連接軸與箱體間隙配合。本發明運行可靠，操作方便，安全性高。
文檔編號B25B23/157GK103170941SQ20111044439
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者周淼, 廖昌斌, 胡卉樺, 張斌, 石琳, 李攀攀, 陳寶成, 李西林 申請人:核動力運行研究所, 中核武漢核電運行技術股份有限公司, 中核核電運行管理有限公司