[發(fā)明專利]一種用于核聚變裝置部件維護的重載吊裝機構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510540694.2
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105110244A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李陽;宋云濤;程勇;趙文龍;魏小洋;王堃;史善爽;潘洪濤;張宇;詹竣程;魏江華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院等離子體物理研究所
• 主分類號: B66F7/20
• 分類號: B66F7/20;B66F7/28
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核聚變反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于核聚變裝置部件維護的重載吊裝機構(gòu)。

背景技術(shù)

核聚變能是一種相對清潔的新型能源，它具有原料消耗少，資源豐富、放射性污染少的特點，因此受控核聚變的研究越來越受到世界各國的重視。托卡馬克磁約束核聚變被認(rèn)為是聚變能商業(yè)化研究最具前途的途徑之一。托卡馬克裝置包含一個用于聚變反應(yīng)發(fā)生的環(huán)狀真空室，裝置運行期間，真空室內(nèi)第一壁部件（如偏濾器、包層、窗口插件等）由于長期運行于核輻射環(huán)境中，同時承受等離子體熱沖擊和中子輻照，在運行一段時間后，會造成不同程度的損傷，因此需要轉(zhuǎn)移至托卡馬克裝置之外進行維護，這些部件的重量都高達幾噸至十幾噸。此外，重量高達數(shù)噸的部件維護工具（如偏濾器環(huán)向驅(qū)動器、偏濾器轉(zhuǎn)運機構(gòu)、包層轉(zhuǎn)運機構(gòu)等）也需要送入真空室。目前維護工具送入真空室的方法是：不同的維護工具存放在不同的部件轉(zhuǎn)運車內(nèi)，每次維護工具的使用都需要不同的部件轉(zhuǎn)運車與真空室對接，之后真空室內(nèi)部的拖拉機構(gòu)將其送入真空室。維護部件移出真空室的方式是：利用部件轉(zhuǎn)運機構(gòu)將待維護部件移出真空室至部件轉(zhuǎn)運車后，部件轉(zhuǎn)運車關(guān)閉與真空室對接的密封門，然后將二者一起移至裝置外進行維護。這種方式存在的缺點是：（1）所需部件轉(zhuǎn)運車數(shù)量多，對接與分離過程耗時長，維護成本高；（2）部件轉(zhuǎn)運車運送部件至裝置外的工作過程耗時長，此時部件轉(zhuǎn)運機構(gòu)無法轉(zhuǎn)運已經(jīng)移至真空室維護窗口處的待維護部件，造成其使用率低，進而降低了整個系統(tǒng)的維護效率。

因此設(shè)計了一種能夠集成多種維護工具的部件轉(zhuǎn)運車，維護工具送入真空室后，空下的位置又能實現(xiàn)多個維護部件的存放，這樣可以一次實現(xiàn)多個部件的維護。這就需要一種重載吊裝機構(gòu)，能夠精確吊裝各種維護工具和維護部件。目前研發(fā)的各種吊裝機構(gòu)存在體積大、重量大、繩索吊裝穩(wěn)定性差，無法應(yīng)用于真空核環(huán)境下。

本發(fā)明的重載吊裝機構(gòu)位于部件轉(zhuǎn)運車內(nèi)部實現(xiàn)維護部件的吊裝轉(zhuǎn)運，克服了以上缺點，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、適用于真空核環(huán)境下的特點，同時具有以下優(yōu)點：（1）能夠?qū)崿F(xiàn)各種重載維護工具和維護部件的穩(wěn)定吊裝；（2）減少了部件轉(zhuǎn)運車的數(shù)目，同時減少了對接與分離時間（3）能夠?qū)⒕S護部件送至部件轉(zhuǎn)運車后部存儲，與此同時轉(zhuǎn)運機構(gòu)能夠繼續(xù)進入真空室執(zhí)行下一次部件的維護任務(wù)，提高了轉(zhuǎn)運機構(gòu)的使用率；（4）一個部件轉(zhuǎn)運車能夠?qū)崿F(xiàn)多個部件的維護，提高了系統(tǒng)維護效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于核聚變裝置維護部件的重載吊裝機構(gòu)，以實現(xiàn)核聚變裝置中內(nèi)部部件和維護工具的吊裝轉(zhuǎn)運。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種用于核聚變裝置部件維護的重載吊裝機構(gòu)，其特征在于：包括機架、齒輪驅(qū)動系統(tǒng)、液壓抬升驅(qū)動系統(tǒng)、滾珠絲杠驅(qū)動系統(tǒng)和滾輪，所述的機架為剛性結(jié)構(gòu)，位于部件轉(zhuǎn)運車內(nèi)頂部，通過作用于轉(zhuǎn)運車內(nèi)側(cè)面凸臺的滾輪支撐整個吊裝機構(gòu)并實現(xiàn)機構(gòu)的水平運動；所述的齒輪驅(qū)動系統(tǒng)，位于機架頂部，為整個吊裝機構(gòu)及維護部件或工具提供水平位移，包括有電機、聯(lián)軸器、減速器和齒輪，減速器通過螺栓與機架固定；齒輪與部件轉(zhuǎn)運車頂部的齒條傳動嚙合；所述的液壓抬升驅(qū)動系統(tǒng)，位于機架底部，為吊裝維護部件提供垂直位移，包括液壓缸頂板、液壓缸、液壓缸底座、液壓缸防護桿、螺栓和限位塊，液壓缸頂板與液壓缸底座之間位于液壓缸四周分布有液壓缸防護桿，液壓缸底座的一側(cè)設(shè)有限位塊，液壓缸底座通過螺栓與滾珠絲杠驅(qū)動系統(tǒng)的滑塊固定，限位塊通過焊接與機架固定；所述的滾珠絲杠驅(qū)動系統(tǒng)，位于機架底部，為液壓抬升驅(qū)動系統(tǒng)運動至維護部件或工具抬升面的下方提供動力，包括電機、聯(lián)軸器、滾珠絲杠、軸承及基座、直線導(dǎo)軌、滑塊和螺栓，滾柱絲杠上旋合有螺母，電機、直線導(dǎo)軌和軸承及基座均通過螺栓與機架固定，滾珠絲杠固定在兩端的軸承及基座上，滾柱絲杠的兩側(cè)分別設(shè)有直線導(dǎo)軌，兩直線導(dǎo)軌上分別設(shè)有滑塊，兩滑塊均與滾柱絲杠是的螺母固定，滾珠絲杠通過聯(lián)軸器實現(xiàn)與電機的聯(lián)接。

所述的一種用于核聚變裝置部件維護的重載吊裝機構(gòu)，其特征在于：所述的液壓抬升驅(qū)動系統(tǒng)為水壓系統(tǒng)；液壓缸頂板底面設(shè)置有對液壓缸液壓桿起限位作用的凹槽；液壓缸防護桿由可伸縮的兩部分組成：上部桿與液壓缸頂板固連，下部桿與液壓缸底座固連，兩者之間采用間隙配合，隨著液壓缸升降實現(xiàn)伸縮，同時自身具有自潤滑功能；液壓缸底座內(nèi)端面分別設(shè)置有凹槽和凸臺，兩個液壓缸底座之間可以相互配合；所述的機架內(nèi)部設(shè)置有多個開槽，以實現(xiàn)三個驅(qū)動系統(tǒng)的安裝及運動。