廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置的製作方法

2023-06-02 15:13:21

本發明涉及一種原理樣機試驗裝置，具體說是一種廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置。

背景技術：

目前國內已運行核電站堆型包括壓水堆和重水堆，在建核電站中絕大部分為壓水堆型。壓水堆核電站有七大放射性水處理系統，即反應堆一迴路化學和容積控制系統、反應堆換料水池和乏燃料水池冷卻和處理系統、硼回收系統、反應堆硼和水補給系統、低放射性廢水回收系統、蒸汽發生器排汙系統、廢液處理系統。在這些放射性水處理系統中，使用了大量不同尺寸規格及不同過濾精度要求的水過濾器。所使用的過濾器的濾芯的壓差或放射性水平達到設定值後，濾芯會被更換後廢棄。濾芯具有放射性，所以需對其進行整備處理，以滿足環境安全的需要。

廢濾芯放置在密封的濾芯室中，為了能夠抓取更換濾芯，就需要將濾室的密封蓋打開然後進行濾芯的抓取更換操作。目前國內更換濾芯時首先由操作人員用工具打開濾芯室蓋，然後用抓取工具進行廢濾芯的抓取和新濾芯的釋放，最後人工進行封蓋。該操作不僅需要要很多輔助工具，而且需要人工進行靠近操作，操作人員很容易受到輻射，不利於核電安全操作。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本申請提供了一種廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置，能夠真實模擬廢濾芯更換中抓取濾芯室蓋、更換濾芯、封蓋的一系列操作，進而實現對原理樣機相關功能和性能指標的檢驗。

為實現上述目的，本申請採用的技術方案是：廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置，包括：更換轉運屏蔽艙、旋轉驅動機構、抓取機構、電氣控制櫃、導向柱；將更換轉運屏蔽艙固定，所述更換轉運屏蔽艙上安裝旋轉驅動機構，在旋轉驅動機構上設置有抓取屏蔽蓋的抓取機構、導向柱，該抓取機構與導向柱活動連接，所述電氣控制櫃分別與更換轉運屏蔽艙、抓取機構相連。

優選的，所述更換轉運屏蔽艙為密封結構，側部開有觀察窗；

優選的，所述旋轉驅動機構包括旋轉盤和摩擦輪，所述摩擦輪固定在旋轉盤上；

優選的，所述更換轉運屏蔽艙中安裝有攝像頭，該攝像頭與電氣控制櫃相連，所述電氣控制櫃設置在操作室中，達到遠程觀察操作的目的。

優選的，所述抓取機構，包括：抓具電動缸、減速電機、傳動齒輪箱、絲槓、密封圈、抓具吊爪；所述絲槓穿過傳動齒輪箱，在絲槓頂部設有抓具電動缸，底部設有密封圈，所述抓具吊爪置於密封圈下面，所述減速電機安裝在傳動齒輪箱上，該傳動齒輪箱固定在旋轉盤上。

優選的，密封圈，包括密封盤和屏蔽容器環，密封盤邊上開有銷孔，銷杆由壓縮彈簧固定，一端抵住絲槓內部的連接杆，另一端穿出銷孔部分卡住屏蔽容器環。

進一步優選的，所述密封圈上設有三個銷杆，每個銷杆之間成120°角分布。

進一步優選的，抓具電動缸連接絲槓內部的連接杆一端，連接杆另一端抵住抓具吊爪並開有配合銷杆尺寸的v槽。

進一步優選的，電氣控制櫃通過輸入指令到減速電機，減速電機帶動傳動齒輪箱實現絲槓的上下升降，達到遠程控制的目的。

本發明由於採用以上技術方案，能夠取得如下的技術效果:本申請的廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置包含具有提升和抓取功能的抓取裝置，可利用旋轉驅動機構對旋轉盤進行切換，切換到所需位置後進行一次性抓取操作。該裝置無需其他工具和人員進行輔助工作，可自動進行濾芯室開蓋、抓取濾芯、釋放濾芯、封蓋等操作；大幅提高了核電操作的安全性。

附圖說明

本發明共有附圖6幅：

圖1為廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置的結構示意圖；

圖2為廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置的側視圖；

圖3為旋轉驅動機構的立體圖；

圖4為抓具機構的結構示意圖；

圖5為密封圈的剖視圖；

圖6為密封圈的結構示意圖。

圖中序號說明：1.抓具電動缸、2.減速電機、3.傳動齒輪箱、4.絲槓、5.密封圈、6.抓具吊爪、7.頂杆、8.銷杆、9.壓縮彈簧、10.屏蔽容器環、11.更換轉運屏蔽艙、12.旋轉驅動機構、13.抓取機構、14.電氣控制櫃、15.導向柱、16.觀察窗、26.旋轉盤、27.摩擦輪。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。

實施例1

本實施例提供一種廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置，包括：更換轉運屏蔽艙、旋轉驅動機構、抓取機構、電氣控制櫃、導向柱；將更換轉運屏蔽艙固定於需要更換濾芯的濾芯室上方，所述更換轉運屏蔽艙上安裝旋轉驅動機構，在旋轉驅動機構上設置有抓取屏蔽蓋的抓取機構、導向柱，該抓取機構與導向柱活動連接，所述電氣控制櫃分別與更換轉運屏蔽艙、抓取機構相連；所述更換轉運屏蔽艙為密封結構，側部開有觀察窗；

優選的，所述旋轉驅動機構包括旋轉盤和三個摩擦輪；三個摩擦輪固定於旋轉盤上，分別固定在旋轉盤三個點上，三點等分圓周，可通過摩擦輪轉動帶動旋轉盤的旋轉。

優選的，所述更換轉運屏蔽艙中安裝有攝像頭，該攝像頭與電氣控制櫃相連，所述電氣控制櫃設置在操作室中，達到遠程觀察操作的目的。

更換轉運屏蔽艙可以設置為外徑2000mm，高度1500mm，更換轉運屏蔽艙側壁上開有直徑為200mm的觀察窗。

實施例2

作為對實施例1的進一步補充，本實施例提供一種抓取機構，包括：抓具電動缸、減速電機、傳動齒輪箱、絲槓、密封圈、抓具吊爪；所述絲槓穿過傳動齒輪箱，在絲槓頂部設有抓具電動缸，底部設有密封圈，所述抓具吊爪置於密封圈下面，所述減速電機安裝在傳動齒輪箱上，該傳動齒輪箱固定在旋轉驅動機構上。所述密封圈，包括密封盤和屏蔽容器環，密封盤邊上開有銷孔，銷杆由壓縮彈簧固定，一端抵住絲槓內部的連接杆，另一端穿出銷孔部分卡住屏蔽容器環；所述密封圈上設有三個銷杆，每個銷杆之間成120°角分布。抓具電動缸連接絲槓內部的連接杆一端，連接杆另一端抵住抓具吊爪並開有配合銷杆尺寸的v槽；所述屏蔽容器環在抓具吊爪抓取屏蔽容器蓋時自動落下，抓具吊爪脫離屏蔽蓋時自動收回。該屏蔽容器環落下時分別與廢濾芯更換轉運單元裝置、濾芯室連接。在傳動齒輪箱和減速電機之間可以設置一個手動離合器；

優選的，電氣控制櫃通過輸入指令到減速電機，減速電機帶動傳動齒輪箱實現絲槓的上下升降，達到遠程控制的目的。

優選的，傳動齒輪箱內部設置有傳動機構過載保護器和安全絲母；傳動機構過載保護器防止減速電機過載失效，安全絲母防止絲槓長期使用磨損失效墜落。

廢濾芯更換轉運單元裝置行駛到更換處後，電氣控制櫃通過輸入指令輸入到減速電機，減速電機帶動傳動齒輪箱控制絲槓的上下升降。當絲槓升降到位後，抓具電動缸通過頂杆將抓具吊爪頂開，抓具吊爪將屏蔽容器蓋抓取，同時銷杆在壓縮彈簧作用下頂入連接杆v槽，掛在銷杆上的屏蔽容器環落下。當濾芯更換完畢後，抓具電動缸通過連接杆將抓具吊爪收回，抓具吊爪脫離屏蔽容器蓋抓扣，同時銷杆被頂杆頂出v槽，銷杆重新插入屏蔽容器環，當絲槓上升時，屏蔽容器環隨其一起上升，抓具吊爪收回，完成操作。

減速電機為伺服電機，絲槓總成2.5m，抓取電機為直線電機，提升最大載荷為1200kg，濾芯最低抓取高度為-0.05m，濾芯最高抓取高度為+1.085m，屏蔽蓋最低抓取高度為-0.050m，屏蔽蓋最高抓取高度為+0.400m，所有抓取高度為水平標高，升降行程為1.3m。

廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置進行電動驅動抓取屏蔽蓋過程如下：本廢濾芯更換轉運原理樣機試驗裝置固定於濾芯室上方，通過手動驅動摩擦輪帶動旋轉盤轉動，旋轉盤帶動抓取裝置移動到目標屏蔽蓋正上方，然後操作絲槓向下運動，到達目標位置後抓具吊爪抓取屏蔽蓋，在抓取屏蔽蓋的同時銷杆抵入v槽，屏蔽容器環落下，屏蔽容器環將濾芯室和屏蔽艙之間密封；當釋放屏蔽蓋時銷杆被頂回v槽，屏蔽容器環回原位，抓具吊爪收回，完成操作。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。