垂直密封转运装置的制作方法

1.本发明属于放射性物料的自动化转运技术领域，具体涉及一种垂直密封转运装置。


背景技术：

2.核化工领域中，放射性物料需要在箱室设备内外或其他红区橙区气氛间转运。转运过程中，需要满足物料的放射性包容并且保证不发生交叉污染、外露表面不沾污。放射性物料经箱室上的接口装入或取出，接口与在箱室外承载物料的密封转运桶对接。接口通常采用双盖双密封圈形式，接口打开时，箱室与密封转运桶形成新的放射性包容边界。
3.对于转运通径大、有垂直转运需求的密封转运装置，各操作部件体积重量大、安装位置远，不易于手动启闭。因此，对自动化的密封转运装置提出了需求。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种垂直密封转运装置，满足垂直条件下大转运通径的放射性物料转运需求，针对跨气氛密封转运需求，保证转运过程红区气氛的密封并保证外露表面的清洁。
5.解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种垂直密封转运装置，包括：
6.箱室，包括：箱室本体、设置于箱室本体上的箱室密封门、设置于箱室本体上的翻盖组件，箱室密封门包括：门盖、分别与门盖、箱室本体连接的箱室法兰，翻盖组件用于对连接的门盖和桶盖的抓取释放、翻转开关盖；
7.转运桶，包括：转运桶本体、设置于转运桶本体上的桶盖、分别与桶盖、转运桶本体连接的桶法兰；
8.运输车，包括：运输车座、设置于运输车座上的升降机构、设置于运输车座下的自动行走轨道，升降机构用于升降转运桶使得桶法兰与箱室法兰对接、分离，运输车座与自动行走轨道滑动连接；
9.啮合机构，设置于门盖上，啮合机构用于实现门盖、桶盖的连接、分离；
10.检测单元，与控制器连接，检测单元用于检测位置信息并发送给控制器；
11.控制器，分别与升降机构、啮合机构、翻盖组件连接，控制器用于分别控制升降结构、啮合机构、翻盖组件工作。控制器根据接收到的检测位置信息分别控制升降结构、啮合机构、翻盖组件工作。
12.优选的是，翻盖组件包括：第一驱动器、与第一驱动器连接的抓取机构，第一驱动器用于驱动抓取机构抓取门盖带动连接的桶盖一起翻转开盖，抓取机构还用于驱动抓取机构抓取门盖带动连接的桶盖一起翻转关盖。
13.优选的是，门盖上设置定位孔，抓取机构包括：与第一驱动器连接的抓取机构本体、设置于抓取机构本体上的抓爪，在门盖由盖合上升到其抓取位置的过程中，抓爪伸入到定位孔内进行抓取。
14.优选的是，啮合机构包括：第二驱动器、与第二驱动器连接的至少一个啮合爪，桶盖上设置有凹槽，当第二驱动器驱动啮合爪伸入凹槽内，则门盖与桶盖连接；当第二驱动器驱动啮合爪伸出凹槽外，则门盖与桶盖分离。
15.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到升降机构上升到位，即箱室法兰与桶法兰完成对接时，控制器控制啮合爪伸入凹槽内；
16.关盖过程中，当检测单元检测到啮合爪缩回时，控制器控制升降机构才下降。
17.优选的是，所述的垂直密封转运装置，还包括：设置于箱室本体上的锁紧圈、设置于箱室法兰上的导向组件、设置于门盖上的压紧机构，锁紧圈与箱室本体转动连接，压紧机构穿过锁紧圈与导向组件连接，
18.锁紧圈沿着预设方向旋转，压紧机构在导向组件的导向作用下上升，带动连接后的门盖和桶盖上升至翻盖组件的抓取位置，与箱室法兰和桶法兰分离；
19.锁紧圈沿着预设反方向旋转，压紧机构在导向组件的导向作用下下降，带动连接后的门盖和桶盖下降至盖合位置，与箱室法兰和桶法兰连接。连接后的门盖和桶盖依靠锁紧圈的转动实现竖直升降，翻盖组件实现对上升后的连接门盖和桶盖的抓取释放、翻转开关盖。
20.优选的是，压紧机构包括：与门盖连接的压紧机构本体、与压紧机构本体连接的销轴，导向组件为竖直方向的导向组件，锁紧圈上设置有螺旋槽，螺旋槽的顶端设置有螺旋槽开口，销轴通过螺旋槽开口进出螺旋槽，销轴穿过螺旋槽与导向组件配合连接。
21.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到锁紧圈沿着预设方向旋转到位时，即连接后的门盖和桶盖上升到位时，控制器控制翻盖组件才抓取门盖，与箱室法兰和桶法兰分离；
22.关盖过程中，当检测单元检测到翻盖组件释放门盖后，控制器控制锁紧圈才沿着预设反方向旋转，与箱室法兰和桶法兰连接。
23.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到啮合爪伸入桶盖的凹槽内到位时，控制器控制锁紧圈才沿着预设方向旋转；
24.关盖过程中，当检测单元检测到锁紧圈反向旋转到位，即连接后的门盖和桶盖下降到位时，控制器控制门盖上的啮合爪才缩回。
25.优选的是，所述的垂直密封转运装置，还包括：
26.箱室门密封圈，套设于门盖外，且位于门盖和箱室法兰间；
27.转运桶密封圈，套设于桶盖外，且位于桶盖和桶法兰之间。
28.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到翻盖组件对连接的门盖和桶盖抓取完成后，控制器控制翻盖组件才翻转开盖；
29.关盖过程中，当检测单元检测到翻盖组件对连接的门盖和桶盖关盖到位时，控制器控制翻盖组件才释放门盖。
30.本发明中的垂直密封转运装置的有益效果如下：
31.实现了全自动化的密封双盖对接、启闭过程，解决了大转运通径的密封转运问题，提高了装置的可靠性；
32.开盖方式为翻转开盖，占用箱室底板面积小，适用场景多；
33.所述装置所有需要更换的部件均可实现远距离快速更换。
附图说明
34.图1是本发明实施例2中的垂直密封转运装置的结构示意图；
35.图2是本发明实施例2中的门盖、桶盖啮合状态示意图；
36.图3是本发明实施例2中的箱室密封门示意图；
37.图4是本发明实施例2中的转运桶的示意图；
38.图5本发明实施例2中的锁紧圈的示意图。
39.图中：1-箱室密封门，2-门盖，3-箱室法兰，4-锁紧圈，5-翻盖组件，6-转运桶，7-桶盖，8-桶法兰，9-运输车，10-升降机构，11-自动行走轨道，12-啮合爪，13-箱室门密封圈，14-转运桶密封圈，15-导向组件，16-压紧机构；17-螺旋槽。
具体实施方式
40.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
41.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
42.实施例1
43.本实施例提供一种垂直密封转运装置，包括：
44.箱室，包括：箱室本体、设置于箱室本体上的箱室密封门、设置于箱室本体上的翻盖组件，箱室密封门包括：门盖、分别与门盖、箱室本体连接的箱室法兰，翻盖组件用于对连接的门盖和桶盖的抓取释放、翻转开关盖；
45.转运桶，包括：转运桶本体、设置于转运桶本体上的桶盖、分别与桶盖、转运桶本体连接的桶法兰；
46.运输车，包括：运输车座、设置于运输车座上的升降机构、设置于运输车座下的自动行走轨道，升降机构用于升降转运桶使得桶法兰与箱室法兰对接、分离，运输车座与自动行走轨道滑动连接；
47.啮合机构，设置于门盖上，啮合机构用于实现门盖、桶盖的连接、分离；
48.检测单元，与控制器连接，检测单元用于检测位置信息并发送给控制器；
49.控制器，分别与升降机构、啮合机构、翻盖组件连接，控制器用于分别控制升降结构、啮合机构、翻盖组件工作。控制器根据接收到的检测位置信息分别控制升降结构、啮合机构、翻盖组件工作。
50.本实施例中的垂直密封转运装置的有益效果如下：
51.实现了全自动化的密封双盖对接、启闭过程，解决了大转运通径的密封转运问题，提高了装置的可靠性；
52.开盖方式为翻转开盖，占用箱室底板面积小，适用场景多；
53.所述装置所有需要更换的部件均可实现远距离快速更换。
54.实施例2
55.如图1～5所示，本实施例提供一种垂直密封转运装置，包括：
56.箱室，包括：箱室本体、设置于箱室本体上的箱室密封门1、设置于箱室本体上的翻
盖组件5，箱室密封门1包括：门盖2、分别与门盖2、箱室本体连接的箱室法兰3，翻盖组件5用于对连接的门盖2和桶盖7的抓取释放、翻转开关盖；
57.转运桶6，包括：转运桶本体、设置于转运桶本体上的桶盖7、分别与桶盖7、转运桶本体连接的桶法兰8；
58.运输车9，包括：运输车座、设置于运输车座上的升降机构10、设置于运输车座下的自动行走轨道11，升降机构10用于升降转运桶6使得桶法兰8与箱室法兰3对接、分离，运输车座与自动行走轨道11滑动连接；
59.啮合机构，设置于门盖2上，啮合机构用于实现门盖2、桶盖7的连接、分离；
60.检测单元，与控制器连接，检测单元用于检测位置信息并发送给控制器；
61.控制器，分别与升降机构10、啮合机构、翻盖组件5连接，控制器用于分别控制升降结构10、啮合机构、翻盖组件5工作。控制器根据接收到的检测位置信息分别控制升降结构10、啮合机构、翻盖组件5工作。控制器还与运输车连接，用于控制运输车在自动行走轨道上行走。
62.本实施例中的各个部件的动作均为自动控制。
63.箱室密封门1安装于箱室设备底板，日常为关闭状态保证箱室设备密封。当需要进行物料转运时，运输车9搭载转运桶6运动至箱室密封门1正下方后完成转运工作。自动行走轨道11安装于地面，运输车9可在自动行走轨道11行走。
64.升降机构10由2个螺旋升降机(成品)与4个导向轴组成。
65.优选的是，翻盖组件5包括：第一驱动器、与第一驱动器连接的抓取机构，第一驱动器用于驱动抓取机构抓取门盖2带动连接的桶盖7一起翻转开盖，抓取机构还用于驱动抓取机构抓取门盖2带动连接的桶盖7一起翻转关盖。
66.优选的是，门盖2上设置定位孔，抓取机构包括：与第一驱动器连接的抓取机构本体、设置于抓取机构本体上的抓爪，在门盖2由盖合上升到其抓取位置的过程中，抓爪伸入到定位孔内进行抓取。
67.门盖2上升到位，抓取机构抓取门盖2后，翻转开盖。门盖2下降前，抓取机构释放门盖2。
68.优选的是，啮合机构包括：第二驱动器、与第二驱动器连接的至少一个啮合爪12，桶盖7上设置有凹槽，当第二驱动器驱动啮合爪12伸入凹槽内，则门盖2与桶盖7连接；当第二驱动器驱动啮合爪12伸出凹槽外，则门盖2与桶盖7分离。桶盖7上的凹槽与啮合爪12配合。
69.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到升降机构10上升到位，即箱室法兰3与桶法兰8完成对接时，控制器控制啮合爪12伸入凹槽内；
70.关盖过程中，当检测单元检测到啮合爪12缩回时，控制器控制升降机构10才下降。
71.优选的是，所述的垂直密封转运装置，还包括：设置于箱室本体上的锁紧圈4、设置于箱室法兰3上的导向组件15、设置于门盖2上的压紧机构16，锁紧圈4与箱室本体转动连接，压紧机构16穿过锁紧圈4与导向组件15连接，
72.锁紧圈4沿着预设方向旋转，压紧机构16在导向组件15的导向作用下上升，带动连接后的门盖2和桶盖7上升至翻盖组件5的抓取位置，与箱室法兰3和桶法兰8分离；
73.锁紧圈4沿着预设反方向旋转，压紧机构16在导向组件15的导向作用下下降，带动
连接后的门盖2和桶盖7下降至盖合位置，与箱室法兰3和桶法兰8连接。连接后的门盖2和桶盖7依靠锁紧圈4的转动实现竖直升降，翻盖组件5实现对上升后的连接门盖2和桶盖7的抓取释放、翻转开关盖。
74.优选的是，压紧机构16包括：与门盖2连接的压紧机构本体、与压紧机构本体连接的销轴，导向组件15为竖直方向的导向组件15，锁紧圈4上设置有螺旋槽17，螺旋槽17的顶端设置有螺旋槽开口，销轴通过螺旋槽开口进出螺旋槽17，销轴穿过螺旋槽17与导向组件15配合连接。
75.箱室法兰3固定于箱室设备底板开洞处。锁紧圈4由固定于箱室法兰3上的轴承定位，锁紧圈4可以被电推杆带动旋转，旋转时锁紧圈4上的螺旋槽17与门盖2上的销轴滑动配合完成门解锁，解锁过程中因为螺旋槽17的作用门盖2的有轴向运动。翻盖组件5固定于箱室法兰3，当门盖2解锁后，翻盖组件5通过抓爪插入完成于门盖2的固定，翻盖组件5的第一驱动器驱动完成门盖2的翻开。
76.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到锁紧圈4沿着预设方向旋转到位时，即连接后的门盖2和桶盖7上升到位时，控制器控制翻盖组件5才抓取门盖2；
77.关盖过程中，当检测单元检测到翻盖组件5释放门盖2后，控制器控制锁紧圈4才沿着预设反方向旋转。
78.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到啮合爪12伸入桶盖7的凹槽内到位时，控制器控制锁紧圈4才沿着预设方向旋转；
79.关盖过程中，当检测单元检测到锁紧圈4反向旋转到位，即连接后的门盖2和桶盖7下降到位时，控制器控制门盖2上的啮合爪12才缩回。
80.优选的是，所述的垂直密封转运装置，还包括：
81.箱室门密封圈13，套设于门盖2外，且位于门盖2和箱室法兰3间；
82.转运桶密封圈14，套设于桶盖7外，且位于桶盖7和桶法兰8之间。
83.优选的是，开盖过程中，当检测单元检测到翻盖组件5对连接的门盖2和桶盖7抓取完成后，控制器控制翻盖组件5才翻转开盖；
84.关盖过程中，当检测单元检测到翻盖组件5对连接的门盖2和桶盖7关盖到位时，控制器控制翻盖组件5才释放门盖2。
85.本实施例中运输车9的升降机构10采用螺旋升降机驱动，装载转运桶6上升至对接位置后，箱室法兰3与桶法兰8对接，此时箱室密封门1与转运桶6形成新的放射性包容边界，对外密封通过位于桶盖7和桶法兰8之间的转运桶密封圈14实现。第二驱动器为第二电推杆，通过第二电推杆推动门盖2上的啮合爪12伸入桶盖7中的凹槽，门盖2和桶盖7连接，此时两盖之间的密封通过位于门盖2和箱室法兰3间的箱室门密封圈13实现。电推杆推动锁紧圈4逆时针旋转，门盖2上的压紧机构16沿着锁紧圈4上的螺旋槽17，在导向组件15的导向下，竖直上升，带动连接后的门盖2和桶盖7上升至翻盖组件5的抓取位置。翻盖组件5抓取连接后的双盖，第一驱动器为第一电推杆，在第一电推杆推动下翻转90
°
开盖。
86.完成物料装入或取出后，翻盖组件5翻转回位，连接后的门盖2和桶盖7依靠压紧机构16在导向组件15导向下，落入锁紧圈4上的螺旋槽17内，翻盖组件5释放连接后的双盖。锁紧圈4顺时针旋转，双盖沿锁紧圈4上的螺旋槽17下降至关盖位置。门盖2上的啮合爪12缩回退出桶盖7中的凹槽，运输车9的升降机构10装载转运桶6下降，箱室密封门1与转运桶6分
离，转运过程结束。分离后，箱室门密封圈13实现箱室的密封，转运桶密封圈14实现转运桶6密封。
87.本实施例中的垂直密封转运装置的有益效果如下：
88.实现了全自动化的密封双盖对接、启闭过程，解决了大转运通径的密封转运问题，提高了装置的可靠性；
89.各机构动作均为自动控制且之间存在联锁控制，减少了人员操作误差的影响，装置的可靠性高；
90.开盖方式为翻转开盖，占用箱室底板面积小，适用场景多；
91.所述装置所有需要更换的部件均可实现远距离快速更换。
92.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。