[發明專利]一種UO2燃料芯塊自動裝舟裝置

有效

• 申請號: 201410829751.4
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN105783520B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 廖賓;孫毓寶;王友良;石磊;朱奎;姚廣起;王軍;陳煜;楊樹威;彭建西
• 申請（專利權）人: 中核建中核燃料元件有限公司
• 主分類號: F27D3/00
• 分類號: F27D3/00;B65G47/90;B65G35/00;B65G43/00
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬核電站用核燃料元件制造領域，具體涉及一種用于UO₂燃料芯塊自動裝舟的裝置。

背景技術

UO₂芯塊是由UO₂粉末經壓制、燒結、磨削而成的具有一定尺寸、形狀、強度和密度的二氧化鈾陶瓷體，其外形如小圓柱形。芯塊生坯從旋轉壓機出來后，經人工或機械設備裝入燒結舟，燒結舟再進爐完成芯塊燒結過程。目前，工廠將芯塊生坯裝入燒結舟完全采用手工操作，操作人員的操作方式是：UO₂粉末經旋轉壓機壓制成型后，芯塊生坯呈直立狀態由壓機撥料輪連續推出，操作人員通過手工將芯塊生坯豎直碼裝在鉬制隔板上，待隔板上放置足夠行數的芯塊生坯后，再分層堆垛擱入假舟中，使用推車人工將芯塊生坯假舟轉運至高溫燒結爐，燒結人員逐層將假舟內堆垛生坯的鉬隔板勾出放入燒結爐燒結舟，由6～7層裝有生坯塊的隔板以垂直堆積的方式組成一個燒結舟，堆積在鉬制底板上，每個鉬底板上并排堆放兩個燒結舟組成一個燒結大舟，燒結時該燒結大舟推入燒結爐。這個過程導致操作工人的勞動強度很高，生產效率偏低。

目前所用的采用人工堆垛芯塊并裝舟最大的問題是生產效率低，而且易造成污染，安全防護差且自動化程度低下，這與核燃料組件生產行業高技術及現代化要求極不相符。這一環節技術水平的低下，也將制約整個生產工藝技術水平的先進性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種一種UO₂燃料芯塊自動裝舟裝置，從而提高生產效率低，并保證安全防護性和自動化水平。

為了實現這一目的，本發明采取的技術方案是：

一種UO₂燃料芯塊自動裝舟裝置，芯塊是圓柱體結構，其高度為15～ 16.5mm，直徑為10mm；包括芯塊傳輸裝置、芯塊轉移裝置、轉運小車和裝料平臺；

(1)芯塊傳輸裝置

芯塊傳輸裝置包括分離裝置、慢速輸送裝置、計數裝置和夾料器；

分離裝置包括U型槽和分離膠帶；U型槽與進料口銜接，寬度為12mm， U型槽的底端水平面低于進料口；芯塊從進料口進入后通過分離膠帶輸送到慢速輸送裝置；

慢速輸送裝置包括伺服電機驅動的皮帶輪和帶有雙膠帶的V型槽，雙膠帶的水平面低于U型槽的底端，雙膠帶的線速度大于芯塊倒下的理論線速度；通過芯塊從進料口豎立出來后與雙膠帶之間的高度差和速度差使其由豎立狀態轉換為橫置狀態；

計數裝置包括快速輸送裝置和前后兩個光纖傳感器，利用快速輸送裝置和慢速輸送裝置的速度差將慢速輸送裝置上的芯塊之間拉開距離，通過前后兩個光纖傳感器對通過的芯塊數量進行計數，當計數有15顆芯塊通過時利用夾料器夾緊這15顆芯塊；

夾料器通過氣缸的上下移動帶動夾頭的左右移動，從而起到夾緊作用；氣缸的活塞桿通過螺紋套與連桿連接，通過將調節螺母的上下位置進行調節來控制夾頭的開合度；

(2)芯塊轉移裝置

芯塊轉移裝置包括一臺機械手、一塊扁平裝置和根據系統屬性設定數量的真空吸盤；采用了單行吸取芯塊生坯并且多軸機械人轉移，燒結舟內自動排列堆積的芯塊生坯堆垛方式將芯塊生坯裝入鉬舟；

在機械手的前端設置一塊條狀的扁平裝置，在扁平裝置的頂部設置真空吸盤，在扁平裝置的內部設置氣道用于給真空吸盤提供真空；利用芯塊的圓柱面將芯塊吸住，然后由機械手提起轉移到鉬舟內；

(3)轉運小車

轉運小車用來轉運空舟和裝滿芯塊的鉬舟，包括驅動氣缸、鉬舟、輥輪、滾輪檔邊、側檔、架體、方向輪、定向凸邊和手動摩擦鎖；

每一輛轉運小車上設置8個呈直線分布的鉬舟；鉬舟擺放在輥輪上，滾輪檔邊設置在轉運小車兩側作為擋板，側檔設置在轉運小車的前后用來進出鉬舟；架體用來承載鉬舟，最高承受載荷為500kg；通過方向輪控制轉運小車移動；通過定向凸邊與裝料平臺上的鎖緊裝置配合對轉運小車進行定位；通過手動摩擦鎖固定轉運小車；在轉運小車后部設置驅動氣缸以推動鉬舟；

(4)裝料平臺

轉運小車從兩個方向與裝料平臺對接，空車從前面對接，裝有空鉬舟的轉運小車從后面對接；對接后通過轉運小車上的定向凸邊與裝料平臺上的鎖緊裝置配合將小車固定；

由驅動氣缸驅動鉬舟從后面的轉運小車上傳送到裝料平臺上，裝滿芯塊后再傳送到前面的空車上；裝料平臺上設置光電開關，用來檢測鉬舟位置，實現對鉬舟的運動控制；設置鎖緊氣缸，用來固定鉬舟位置，保證鉬舟在裝料平臺上的正確定位。