放射性棒状材料切割夹具

技术领域

本发明涉及放射性技术领域，特别涉及一种放射性棒状材料切割夹具。

背景技术

在一些情况下，需要对放射性棒状材料如乏燃料棒等进行切割操作以进行性能测试。在相关技术中，在热室内利用砂轮切割机对乏燃料棒进行精密切割，同时利用循环水降低砂轮片切割时的表面温度。通常砂轮切割机用来夹持燃料棒的夹具只具备横切或纵剖其中某一种功能。若要进行横切和纵剖的功能切换，则需要操作机械手更换夹具，操作难度大，工作效率低。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供了一种放射性棒状材料切割夹具，包括：第一夹块；第二夹块，与第一夹块成角度设置，第一夹块和第二夹块之间具有切刀槽；第三夹块，用于与第一夹块或第二夹块配合以共同夹持放射性棒状材料；位移件，第三夹块设置于位移件上，位移件用于带动第三夹块平移以调节第三夹块与第一夹块或第二夹块之间的距离；以及转动件，位移件设置于转动件上，转动件配置成能够带动第三夹块在第一位置和第二位置之间转动，当转动件转动至第一位置时，第三夹块与第一夹块面对，当转动件转动至第二位置时，第三夹块与第二夹块面对。

本申请提供的切割夹具，能够在热室内利用同一切刀实现对放射性棒状材料进行两种角度的不同切割。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1和图2分别是根据本发明一个实施例的切割夹具不同角度的结构示意图；

图3是图1所示切割夹具的分解图；

图4是图1所示切割夹具的透视图；

图5是图4所示切割夹具的局部放大图；

图6是根据本发明另一个实施例的切割夹具的结构示意图；

图7是图6所示切割夹具的俯视图；

图8是图7所示切割夹具沿A-A方向的剖视图；

图9是图6所示切割夹具的分解图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

附图标记说明：

10、切割平台；101、切刀槽；11、第一夹块；12、第二夹块；13、第三夹块；14、底座；141、弧形滑槽；15、辅助夹块；151、十字把手；

21、推杆；

31、转轴；311、定位孔；32、转盘；321、滑块；322、第一定位槽；323、第二定位槽；324、定位孔；325、转孔；326、定位杆；327、安装孔；33、连接板；331、安装孔；34、连接块；

41、定位销；42、滑槽；43、把手；421、锁定卡口；422、解锁卡口；

51、轴套；

60、放射性棒状材料；

100、刀片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明实施例的描述中“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在相关技术中，需要切割的乏燃料棒样品具有两种基本规格，分别为直径30mm、长度100mm的样品和直径18mm、长度100mm的样品。对于直径30mm的样品，沿径向将其切割成直径30mm、长度25mm的小段样品进行检测。对于直径18mm的样品，沿径向将其切割成直径18mm、长度15mm的小段样品，之后将每个小段样品沿纵向剖开。

在相关技术中，需要操作人员通过操作热室内的机械手来实现乏燃料棒样品在切割夹具内的夹紧操作。容易理解，热室内使用的夹具，通常需要操作简单，以适合操作人员操作机械手操作，同时要求夹具的结构简单且稳定可靠，以降低故障率，并且还要满足便于热室外的操作人员通过热室上的铅玻璃窥视窗观察。

为了满足上述要求，本发明实施例提供了一种放射性棒状材料60切割夹具，能够在热室内利用同一切刀实现对放射性棒状材料60进行两种角度的不同切割。

参见图1至图5，本发明实施例的切割夹具包括：第一夹块11，第二夹块12，第三夹块13，位移件以及转动件。

第二夹块12与第一夹块11成角度设置，第一夹块11和第二夹块12之间具有切刀槽101。第三夹块13用于与第一夹块11或第二夹块12配合以共同夹持放射性棒状材料60。第三夹块13设置于位移件上，位移件用于带动第三夹块13平移以调节第三夹块13与第一夹块11或第二夹块12之间的距离，以夹紧或释放放射性棒状材料60。位移件设置于转动件上，转动件配置成能够带动第三夹块13在第一位置和第二位置之间转动，当转动件转动至第一位置时，第三夹块13与第一夹块11面对，当转动件转动至第二位置时，第三夹块13与第二夹块12面对。

本申请实施例在切刀槽101两侧设置成角度的第二夹块12与第一夹块11，利用转动件带动第三夹块13分别与第一夹块11或第二夹块12相对，能够实现对放射性棒状材料60进行横切或其他角度的切割，从而获得需要的切割样品。由于本申请实施例利用位移件带动第三夹块13平移以与另一夹块共同夹持放射性棒状材料60，便于机械手将待切割的放射性棒状材料60放置在相对的两个夹块之间，降低了机械手的操作难度。

在一些实施例中，夹具还包括：底座14和限位件。转动件可转动地设置于底座14上。限位件设置于底座14上，用于限制转动件在第一位置第二位置之间转动的角度。由于设置有限位件，便于机械手在旋转转动件时，将第三夹块13转动至与第一夹块11或第二夹块12对准。

底座14设置在切割平台10上。切刀槽101可以由底座14形成，此时，第一夹块11也设置于底座14上。或者切刀槽101也可以由切割平台10形成，此时，第一夹块11和底座14均设置于切割平台10。第一夹块11可以直接设置于切割平台10，也可以通过另一安装座安装于切割平台10上。第三夹块13可以设置于底座14上，也可设置于切割平台10上。

在一些实施例中，转动件包括转轴31和转盘32。转轴31可转动地设置于底座14上。转盘32与转轴31连接，位移件设置于转盘32上，转盘32的底部设有滑块321。限位件为形成在底座14上的弧形滑槽141，当转盘32转动时，滑块321在弧形滑槽141内滑动。

转轴31可通过轴套51可转动地连接于底座14上。转盘32设有转孔325，转轴31插设于转孔325中。转轴31上设有定位孔311，转盘32上设有定位孔324，定位杆326穿设于定位孔311和定位孔324中，将转轴31与转盘32连接，使两者同步转动。

底座可以设有凹槽，转盘32和定位件可以位于凹槽内。

在一些实施例中，第二夹块12与第一夹块11相互垂直设置，利用本申请实施例的夹具能够实现利用同一切刀对放射性棒状材料60进行横切或纵剖。

在这样的实施例中，弧形滑槽141对应的圆心角可以为90度。转盘32能够在90度范围内自由旋转。当滑块321在弧形滑槽141内滑动至弧形滑槽141的两端时，第三夹块13转动至与第一夹块11对准的第一位置或与转动至第二夹块12对准的第二位置。

在一些实施例中，夹具还包括：连接块34，设置于转盘32上，以随转盘32共同转动，连接块34设有通孔。位移件可以为推杆21，推杆21穿过通孔与第三夹块13连接。当相对于连接块34推动推杆21使第三夹块13平移时，能够调节第三夹块13与第一夹块11或第二夹块12之间的距离，从而将放射性棒状材料60夹紧或释放。通孔可以位于连接块34的中心。

夹具还可以包括锁紧机构，将推杆21相对于通孔锁紧在当前位置。机械手在沿垂直于推杆21的方向施加作用力时，能够带动转动件转盘32。在一些实施例中，转轴31的轴线与推杆21在垂直于轴线的平面(即水平面)内的投影轮廓相互分开，即转轴31的轴线与推杆21在水平面内的投影轮廓不重合。如此设置，能够减小机械手通过转动推杆21带动连接块34和转盘32一起转动的作用力，使操作人员远程操作机械手时能够省力。

在一些实施例中，转轴31的轴线与连接块34在水平面内的投影轮廓相互分开，即转轴31的轴线与连接块34在水平面内的投影轮廓不重合。如此设置，能够尽量增大连接于连接块34的推杆21与转轴31的轴心之间的力臂，从而进一步减小机械手通过转动推杆21带动连接块34和转盘32一起转动的作用力，使操作人员远程操作机械手时能够更加省力。

如图4所示，连接块34的重心可以位于转盘32外侧，如此设置，在利用机械手推动推杆21带动转盘32转动时能够更加省力。

在一些实施例中，夹具还包括：连接板33，连接块34通过连接板33与转盘32连接。连接板33上设有安装孔331，转盘32设有安装孔327，连接板33和转盘32通过穿过安装孔331和安装孔327的紧固件连接。安装孔331在连接块34的外部，即，安装孔331与连接块34在水平面内的投影轮廓相互分开。如此设置，在连接块34的重心位于转盘32外侧的情况下，一方面有利于保证连接板33与转盘32连接的稳定性，另一方面，在转盘32与连接板33之间存在晃动时，便于利用机械手将紧固件拧紧。

在一些实施例中，推杆21在平面内的投影与转盘32在平面内的投影部分重合，推杆21沿长度方向的竖直平分面(即沿推杆21长度方向延伸的将推杆21平均分成两半的竖直平面)在平面内的投影S与转盘32在平面内的投影相互分开。如此设置，使得推杆21的部分重量间接地由转盘32支撑，有利于连接块34和推杆21重心稳定。

第一夹块11和第二夹块12可以均面对转动件设置。第一夹块11与切刀槽101平行，从而可以利用刀片对放射性棒状材料60进行纵剖。

第二夹块12可以与切刀槽101垂直，从而可以利用刀片对放射性棒状材料60进行横切。第二夹块12和转动件设置在切刀槽101的同一侧，第一夹块11设置在切刀槽101的另一侧。第一夹块11和第二夹块12面对转动件的表面分别设有用于收容放射性棒状材料60的凹槽。凹槽可以为V型槽，可以固定不同直径尺寸的放射性棒状材料60。凹槽也可以为U型槽。

当转动件转动至第一位置时，连接块34和第二夹块12分别位于转轴31轴线的相对两侧。当转动件转动至第二位置时，连接块34和第一夹块11位于转轴31轴线的同一侧。

在一些实施例中，由于连接块34的重心位于转盘32外侧，转动件在转动时，可能会与第一夹块11发生干涉。为了保证转盘32顺利转动，可以增大第一夹块11与切刀槽101之间的间距，从而为连接块34的转动让位。

参见图6至图9，在这样的实施例中，夹具还可包括：辅助夹块15，可拆卸地设置于第一夹块11面对转动件的一侧。辅助夹块15与第三夹块13共同将放射性棒状材料60夹紧。容易理解，第一夹块11与切刀槽101之间的间距大于待纵剖的放射性棒状材料60的半径。当设置辅助夹块15后，放射性棒状材料60的轴线正好与切刀槽101对准。

辅助夹块15面对第三夹块13的表面设有用于收容放射性棒状材料60的凹槽。参见图7，当设置辅助夹块15后，放射性棒状材料60的轴线与切刀槽101对准。辅助夹块15可以具有十字把手151，以便于机械手抓握。

在一些实施例中，夹具还可包括：定位件，设置于底座14上，用于在转动件转动至第一位置和第二位置时对转动件进行定位，以将转动件保持在第一位置或第二位置。

参见图3，转动件设有第一定位槽322和第二定位槽323。当第一夹块11与第二夹块12相互垂直时，第一定位槽322和第二定位槽323的轴线相互垂直。

定位件包括：设置于底座14上的滑槽42和可沿滑槽42滑动的定位销41，当转动件转动至第一位置时，定位销41能够沿滑槽42滑动至进入第一定位槽322内；当转动件转动至第二位置时，定位销41能够沿滑槽42滑动至进入第二定位槽323内。

滑槽42的槽壁上形成有锁定卡口421，定位件还可包括把手43，与定位销41连接，当定位销41进入第一定位槽322或第二定位槽323时，把手43能够转动至进入锁定卡口421内。滑槽42的槽壁上还形成有解锁卡口422，当需要转动转盘32时，朝远离转盘32的方向拉动把手43，使定位销41从第一定位槽322或第二定位槽323中脱出，将把手43转动至解锁卡口422内。

在一些实施例中，定位销41为插销，底座14上设有插销底座，由插销底座形成上述滑槽42，插销可在滑槽42内自由往复移动。

下面结合具体实施例说明本申请的夹具的使用过程。

(1)机械手推动推杆21使得转盘32以转轴31为中心旋转至第三夹块13与第二夹块12端面相平行，此时机械手推动插销把手43将插销(即定位销41)插入转盘32的销孔(即第二定位槽323)内，将转盘32固定。

(2)将乏燃料棒浮搁在底座14上与第二夹块12平行位置，机械手推动推杆21将第三夹块13推至乏燃料棒位置，将推杆21锁紧。

(3)调整切割机的刀片100位置，设置切割机移动和进刀量等参数，即可实现对乏燃料棒的横向切割。

(4)调整切割机的刀片100位置，将刀片100移至空余位置，解除对推杆21的锁紧，机械手拉动推杆21至最大位置，取出切割好的乏燃料棒样品。

(5)机械手推动插销把手43将插销从转盘32的销孔内拔出，解除对转盘32的固定。

(6)机械手推动推杆21使得转盘32以转轴31为中心旋转至第三夹块13与第一夹块11的端面相平行，此时机械手再次推动插销把手43将插销插入转盘32的销孔内，将转盘32固定。

(7)由于纵向切割位置的限制，需要在第一夹块11上添加辅助夹块15，将乏燃料棒浮搁在第一夹块11的安装座上与辅助夹块15平行位置，机械手推动推杆21将第三夹块13推至乏燃料棒位置，此时将推杆21锁紧。

(8)调整切割机的刀片100位置，设置切割机移动和进刀量等参数，即可实现对乏燃料棒的纵向切割。

(9)调整切割机的刀片100位置，将刀片100移至空余位置，解除对推杆21的锁紧，机械手拉动推杆21至最大位置，取出切割好的乏燃料棒样品。

此时机械手便完成了对乏燃料棒的横切和纵切两种操作。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。