一种高温气冷堆球形燃料元件取料机的制作方法

1.本实用新型涉及高温气冷堆核电站新燃料装料技术领域，特别涉及一种高温气冷堆球形燃料元件取料机。


背景技术：

2.高温气冷堆核电站的新燃料元件为直径ф60mm的球形，每20个球形燃料元件封装在一个圆筒形聚乙烯包装袋内，每袋燃料元件重量约为4.2kg。袋装新燃料竖直放置于新燃料贮存容器对应的导向管内。新燃料贮存容器为圆筒形，袋装新燃料分布在贮存容器内ф882mm的圆形区域。
3.高温气冷堆核电站的新燃料装料工作在新燃料装料间进行，工作人员站立在取料平台上，通过人工方式，从新燃料贮存容器中提取袋装新燃料，然后转移至通风装料箱内进行袋子的划割、装料等一系列操作。该过程中工作人员需要反复从新燃料贮存容器中提取袋装新燃料，提取高度大约1.7m，然后转身放置新燃料。高温气冷堆核电站新燃料装料间的取料平台上设置有栏杆，从栏杆至新燃料贮存容器的垂直距离为419mm，由于袋装新燃料在贮存容器内呈圆形分布，距离操作人员最远端的袋装燃料需要操作人员臂长在630mm以上方可取出。受该空间尺寸及操作人员臂展限制，远端袋装燃料提取较为困难。同时，长时间重复相同的动作，除劳动强度大以外，操作人员也容易疲劳，易对取装料工作的质量造成影响。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高温气冷堆球形燃料元件取料机，利用新燃料取料机旋转支撑组件、升降组件、伸缩组件及夹爪组件的便捷操作完成新燃料取料操作，具有减轻操作人员劳动强度，提高工作效率的特点。
5.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
6.一种高温气冷堆球形燃料元件取料机，包括底板1，底板1上方一侧配置有第一筒体2，第一筒体2竖直连接有第二筒体8，第二筒体8的上下端部均配置有法兰，法兰中心配置有轴承位，上下法兰轴承位内分别设置有圆锥滚子轴承6，传动轴7贯穿第二筒体8由圆锥滚子轴承6支撑，传动轴7的下端依次同轴连接第一行星减速器5和第一电机4，传动轴7的顶端同轴连接第一转接板9，第一转接板9 与支撑板15相连接，支撑板15固定于第一导轨13的下部，第一导轨13呈竖直布置，第二电机11和第二行星减速器12同轴连接为一整体后设置于第一导轨13的下端，第二行星减速器12的动力输出轴通过皮带与滚珠丝杠从动带轮相连接；第一滑块14通过滚珠丝杆副与第一导轨13滑接，第一滑块14上连接有第二转接板16，第二导轨18固定在第二转接板16上，第二导轨18呈水平布置，第二导轨 18的一端配置有第三电机17，第三电机17的动力输出轴与第二导轨 18内部的直线模组输入轴通过皮带相连接，第二导轨18上通过滚珠丝杆副配置有第二滑块19，夹爪固定板20与第二滑块19连接，电动夹爪21固定于夹爪固定板20上。
7.底板1的另一侧设置有控制柜安装板3，控制柜安装板3上部配置有控制柜22，手操盒23通过线缆连接至控制柜22对应的插座上，控制柜22的plc模块分别和第一电机4、第二电机11以及第三电机 17的信号输入端相连接。
8.第一转接板9的侧面设置有一个行程开关触头。
9.第二筒体8的外侧上部配置有两个行程开关10。
10.所述的第一筒体2为正方形截面的筒体结构，垂直于底板1布置，第一筒体2上部焊接有法兰。
11.所述的第二筒体8为正方形截面的筒体结构，呈竖直布置。
12.所述的控制柜安装板3为“门”字型折弯件，其下部两条边焊接于底板1的上表面。
13.所述的控制柜22配置有plc、伺服驱动器、操作屏、联动/互锁程序和ups电源。
14.所述的手操盒23上设置有上升、下降、伸出、收回、顺时针旋转、逆时针旋转、夹取、松开、急停按钮。
15.本实用新型的有益效果为：
16.1)本实用新型由电力驱动，可实现升降、旋转、伸缩、夹取动作，夹爪可覆盖贮存容器中的所有袋装新燃料，可大幅降低操作人员劳动强度。
17.2)第一电机4可驱动传动轴7及连接于传动轴7顶端的第一转接板9相对于第二筒体8进行旋转。在第二电机11的驱动下，第一滑块14及连接在第一滑块14上的第二转接板16可沿第一导轨13上下运动。在第三电机17的驱动下，第二滑块19连同安装在第二滑块 19上的夹爪固定板20可沿第二导轨18左右运动。控制柜22用于实现电机供电、调速、力矩反馈、传感器信号处理等，同时还设置有联动/互锁程序。控制柜22内置的ups电源用于外部电源失去时给各个电气元件供电，提高设备安全性。通过电动夹爪21的开合，实现袋装新燃料的夹取和松开。
18.综上所述，本实用新型具有节约人力，安全便捷的特点。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型旋转支撑组件的结构示意图。
21.图3为本实用新型的升降组件的结构示意图。
22.图4为本实用新型的设备使用状态布置示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型做详细描述。
24.参照图1、图2、图3，一种高温气冷堆球形燃料元件取料机，包括底板1，底板1上方一侧配置有第一筒体2，第一筒体2竖直连接有第二筒体8，第二筒体8的上下端部均配置有法兰，法兰中心配置有轴承位，上下法兰轴承位内分别设置有圆锥滚子轴承6，传动轴 7贯穿第二筒体8由圆锥滚子轴承6支撑，传动轴7的下端依次同轴连接第一行星减速器5和第一电机4，传动轴7的顶端同轴连接第一转接板9，第一转接板9与支撑板15相连接，支撑板15固定于第一导轨13的下部，第一导轨13呈竖直布置，第二电机11和第二行星减速器12同轴连接为一整体后设置于第一导轨13的下端，第二行星减速器12的动力输出轴通过皮带与滚珠
丝杠从动带轮相连接；第一滑块14通过滚珠丝杆副与第一导轨13连接，第一滑块14上连接有第二转接板16，第二导轨18固定在第二转接板16上，第二导轨18 呈水平布置，第二导轨18的一端配置有第三电机17，第三电机17 的动力输出轴与第二导轨18内部的直线模组输入轴通过皮带相连接，第二导轨18上通过滚珠丝杆副配置有第二滑块19，夹爪固定板20 与第二滑块19连接，电动夹爪21固定于夹爪固定板20上。
25.底板1的另一侧设置有控制柜安装板3，控制柜安装板3上部配置有控制柜22，手操盒23通过线缆连接至控制柜22对应的插座上，控制柜22的plc模块分别和第一电机4、第二电机11以及第三电机 17的信号输入端相连接。
26.第一转接板9的侧面设置有一个行程开关触头。
27.第二筒体8的外侧上部配置有两个行程开关10。
28.所述的底板1呈长方形，水平置于地面。
29.所述的第一筒体2为正方形截面的筒体结构，垂直于底板1布置，第一筒体2上部焊接有法兰。
30.所述的第二筒体8为正方形截面的筒体结构，呈竖直布置。
31.所述的控制柜安装板3为“门”字型折弯件，其下部两条边焊接于底板1的上表面。
32.所述的控制柜22呈竖直布置的长方体，控制柜22内配置有plc、伺服驱动器、操作屏、联动/互锁程序和ups电源。
33.所述的手操盒23上设置有上升、下降、伸出、收回、顺时针旋转、逆时针旋转、夹取、松开、急停按钮。
34.本实用新型的工作原理是：
35.参照图4，工作时，第一电机4驱动传动轴7及连接于传动轴7 顶端的第一转接板9相对于第二筒体8进行旋转。在第二电机11的驱动下，第一滑块14及连接在第一滑块14上的第二转接板16可沿第一导轨13上下运动。在第三电机17的驱动下，第二滑块19连同安装在第二滑块19上的夹爪固定板20可沿第二导轨18左右运动。
36.高温气冷堆核电站新燃料装料工作由两名操作人员配合完成，其中操作人员甲24站立于装料平台27上，操作人员乙25站立于新燃料贮存容器28旁的台阶上。操作人员乙25手持手操盒23，操纵取料机进行袋装新燃料的夹持、提取、转移等操作，操作人员甲24负责接取袋装新燃料，并完成后续的包装袋划割、装料等操作。
37.操作人员乙25手持手操盒23，通过按压手操盒上的上升、下降、伸出、收回、顺时针旋转、逆时针旋转按钮，使取料机的电动夹爪 21移动至待提取的袋装新燃料正上方，经目视确认位置无误后，操作人员乙25按下手操盒23上的“松开”按钮，使电动夹爪21打开，操作人员乙25手动将袋装新燃料的包装袋送入电动夹爪21的开口处，确认无误后，按下手操盒23上的“夹取”按钮，操作人员乙25确认电动夹爪21已完全夹好后，按下手操盒23上的“上升”按钮，向上提升袋装新燃料，直至袋装新燃料完全抽出新燃料贮存容器28的导向管并且袋装新燃料的最下端高出装料平台27的栏杆29后，操作人员乙25按下手操盒23上的“逆时针旋转”按钮，将夹取的袋装新燃料向操作人员甲24方向转移，转移过程中视现场环境可进行升降操作，以调整袋装新燃料以最佳路径向操作人员甲24方向移动。当袋装新燃料转移至操作人员甲24便于接取的位置后，操作人员乙25按下手操盒23上的“松开”按钮，将电动夹爪21打开，操作人员甲 24接取袋装新燃料后转身将袋装新燃料放置于通风装料箱26中，
进行包装袋划割、取出新燃料、装载新燃料等操作。同时，操作人员乙 25通过操作手操盒23，将电动夹爪21重新转移至下一组待提取的袋装新燃料正上方，进行下一循环的操作。
38.综上所述，一种高温气冷堆球形燃料元件取料机，将原来一个操作人员的纯手动重复劳作，转化成两个操作人员外加一台取料机的半自动化操作，既解决了原操作方式中部分区域袋装新燃料较难提取的问题，又将取料过程中最为费力的这部分工作由取料机完成，大幅降低了操作人员劳动强度，提高了工作效率。同时，本实用新型控制柜配备有ups电源，即使外部电源意外失去，设备仍能正常运行一段时间，最大程度提高了取料操作过程的安全性。