一种自动更换核燃料管道内冷切割刀具的装置的制作方法

1.本实用新型涉及核电装备相关技术领域，具体的说，是涉及一种自动更换核燃料管道内冷切割刀具的装置。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。
3.随着核电技术的发展，对核电设备的智能化提出了更高的要求，如candu6型重水反应堆采用卧式结构，有380根核燃料通道。该核燃料通道一直处于高辐照和高温高压环境下，随运行时间推移，将会发生老化变形，可能出现燃料通道直径扩张、壁厚减薄、下垂弯曲、轴向伸长等问题，从而延迟氢脆等材料性能的变化，最终导致其不满足设计安全要求；因此，在役维修时需实施核燃料管道更换，来实现核电站的正常运转。
4.核燃料管道更换时，其中便需要使用一种设备对核燃料管道中的压力管道进行切割。因压力管长期与核燃料直接接触，必然被活化，使其自身带有高剂量辐射。当使用设备进行管道更换时，必然会对冷切割刀具造成核污染。
5.发明人发现，当冷切割刀具损坏时，对刀具进行更换，现有的设备刀具更换需要人工进行拆卸后对刀具进行更换，尚未实现机械自动更换技术，导致换刀效率低，换刀误差大，并且废刀具沾染的核污染物对人体有一定的危害。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决上述问题，提出了一种自动更换核燃料管道内冷切割刀具的装置，通过该装置对刀具进行自动更换，不仅避免了废刀具沾染的核污染物对人体的危害，而且还能提高换刀效率及换刀精度。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种或多个实施例提供了一种自动更换核燃料管道内冷切割刀具的装置，包括升降模组、横移模组和电动夹爪，所述电动夹爪用于抓取内切刀块，升降模组设置在横移模组上，所述电动夹爪设置在升降模组上；所述升降模组和横移模组分别设置有原点开关、初始开关以及终点开关，分别用于指示原点位置、初始位置和终点位置。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
10.本公开中横移模组提供电动夹爪的横向位移，升降模组提供电动夹爪的上下位移，可以实现在两个维度方向的移动，提高了装置的灵活性，设置了检测原点位置、初始位置以及终点位置的检测开关，能够提高装置工作的稳定性。
11.本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
12.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定。
13.图1是本公开实施例的装置的结构示意图；
14.其中：1、横移模组，2、升降模组，3、电动夹爪，4、内切刀头，5、内切刀块，6、刀块检测开关，7、升降模组原点开关，9、升降模组终点开关，8、升降模组初始开关，10、横移模组原点开关，11、横移模组初始开关，12、横移模组终点开关。
具体实施方式：
15.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
16.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
17.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
18.在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种自动更换核燃料管道内冷切割刀具的装置，包括升降模组2、横移模组1和电动夹爪3，所述电动夹爪3用于抓取内切刀块5，升降模组2设置在横移模组1上，所述电动夹爪3设置在升降模组2上。
19.作为一种可以实现的结构，升降模组2包括升降板及升降传动机构；所述升降传动机构包括升降主轴、第一丝杆与升降伺服电机，升降板与升降主轴可活动连接，升降板通过第一丝杆与升降伺服电机相连，所述升降板通过升降伺服电机带动相对于升降主轴升降移动。
20.可选的，升降板与升降主轴可活动连接，可以为通过导轨连接，所述升降主轴上设置导轨，所述升降板上设置滑块，滑块和导轨相配合。
21.本实施例中，横移模组1提供电动夹爪3的横向位移，升降模组2提供电动夹爪3的上下位移，可以实现在两个维度方向的移动，提高了装置的灵活性。
22.作为一种可以实现的结构，横移模组1包括横移板及横移传动机构；所述升降传动机构包括横轴、第二丝杆与横移伺服电机，横移板与横轴可活动连接，横移板通过第二丝杆与横移伺服电机相连，所述横移板通过横移伺服电机带动相对于横轴横向移动。
23.可选的，横移板与横轴可活动连接，可以为通过导轨连接，所述横轴上设置导轨，所述横移板上设置滑块，滑块和导轨相配合。
24.在一些实施例中，所述电动夹爪3包括抓取部和刀块检测开关6，具体的，刀块检测开关6设置在抓取部中间，用于实现对刀块的监测，在换刀过程中，检测刀块抓取位置是否正确。刀块检测开关6用于实现对刀块的非接触式检测，判断有没有刀块被抓取。
25.可选的，刀块检测开关6可以为光电开关、接近开关等。
26.可实现的，电动夹爪3与升降模组2的升降板固定连接，如可以为螺纹连接；升降模组2可以通过连接件设置在横移模组1的横移板上。
27.进一步地改进，所述升降模组2和横移模组1分别设置有原点开关、初始开关以及终点开关，分别用于指示原点位置、初始位置和终点位置。
28.可选的，本实施例中，所述原点开关、初始开关以及终点开关可以分别采用接近开关。
29.可选的，设置方式为在横移模组1设置第一金属片和第一接近开关，升降模组2上设置第二金属片和第二接近开关，第二金属片和第二接近开关设置于能够相对移动的两个部件上。
30.如图1所示，升降模组2上从上到下依次设置了升降模组原点开关7、升降模组初始开关8和升降模组终点开关9。升降模组原点开关7和升降模组终点开关9设置在升降板可移动的区域的两端，升降模组初始开关8的位置在接近升降模组原点开关7位置处，可以根据需求设定间隔距离。
31.横移模组1上依次横向设置了横移模组原点开关10、横移模组初始开关11和横移模组终点开关12，设置方式可以与升降模组2设置方式相同。
32.具体的，横移模组1上，第一金属片和第一接近开关可以分别设置在横移板和横轴上，升降模组2上可以分别设置在升降板和升降主轴上。
33.接近开关工作原理：当接近开关在一定距离内，检测(感应)到金属物体时，接近开关会被触发(接通)，并接通内部电路，形成开关量信号。
34.其中，原点开关用于检测各模组是否回到原点位置，实现装置的原点校准。原点位置用于为机械和伺服建立对应坐标关系的位置。伺服上电重启后，原点位置会丢失，无法和机械位置建立相对应的坐标关系，所以需要给伺服一个回原命令即原点校准，当伺服执行回原作业时，原点开关接通，说明装置的各部分回到原点位置。
35.可以通过坐标关系来伺服装置的移动，使得电动夹爪3移动至相应的位置进行刀具的切换。为提高系统的稳定性，本实施例还设置了初始开关和终点开关。初始开关用于检测各模组是否能正常移动，以验证装置的伺服位移距离和机械位移距离保持一致，符合运行要求；终点开关用于避免移动端发生碰撞。
36.伺服运行到原点位置后，通过定位功能，运行至初始位置，并通过初始开关检测到金属片接通开关，此目的是为了验证伺服是否移动到初始位置，从而验证各部分是否能够正常移动。同时，还为伺服指定一个终点开关，当终点开关检测到金属片时，伺服会停止运行，以避免发生碰撞。
37.上述装置的具体工作过程可以如下：当需要更换刀块时，横移模组1由初始位置运行至刀库位置，电动夹爪3打开，升降模组2以一定的速度向下运行，当刀具检测开关检测到刀块时，升降模组停止，夹爪关闭，夹住刀块；升降模组回到初始位置，横移模组运行至换刀位置，升降模组以一定的速度运行至放刀位置即内切刀头4位置，电动夹爪打开，当刀具检测开关检测不到刀块5时，升降模组回到初始位置，横移伺服回到初始位置，换刀完成。该工作过程仅仅是为了说明本装置的使用方法的示例工作方法，可以根据实际的运行需求调整其工作过程，本实施例仅对装置结构进行保护。
38.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
39.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。