一种核废料的下料装置及处理系统

技术领域

本发明属于核工业技术领域，具体涉及一种核废料的下料装置以及包括该核废料的下料装置的核废料的处理系统。

背景技术

在桶外水泥固化生产线中，中低放废液需要与水泥在桶外搅拌混合器搅拌，混合均匀的水泥浆装入固化桶内固化处置。为了保证从搅拌器排出的泥浆能准确进入固化桶中，并且减少由于泥浆溅射导致外部环境污染，在现有技术中，通常在所述搅拌器出口的下方设置下料罩。

在现有技术中，下料罩采用整体结构，更换时需要人员操作将其整体拆卸，拆卸过程困难，同时会增加人员的受辐照剂量；拆卸后的下料罩需要作为固体废物处理，废物量大。现有的下料罩受沾污严重，处理困难，维修更换周期较短，每次更换耗时较长，影响设备的运行并严重增加人员的受辐照剂量。

发明内容

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，提供一种核废料的下料装置以及包括该核废料的下料装置的核废料的处理系统。所述核废料的下料装置所采用的下料罩为分体式设计，拆卸更换方便。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种核废料的下料装置，包括搅拌器、下料罩，所述搅拌器用于对核废料进行搅拌，所述下料罩包括防护板、压板、卡板单元，所述压板设置在所述搅拌器的下方，用于与其下方的固化桶密封贴合，所述固化桶用于装载核废料，压板上开设有第一开口，所述第一开口处于所述搅拌器的排料口的正下方，所述防护板设置在压板上方，并处于所述搅拌器之下，用于固定所述压板，防护板上开设有与第一开口对应的第二开口，所述卡板单元包括卡板、卡座以及转轴组件，所述卡座固定安装在所述防护板的周边，所述卡板活动设于所述卡座的收纳槽内，用于在转出所述收纳槽时支撑压板，所述转轴组件用于控制卡板转出或收回收纳槽。

优选的，所述转轴组件包括第一转轴、第二转轴、连接套，所述卡座的顶部开设有第一卡槽与第二卡槽，所述第一转轴与所述第二转轴平行设置在卡座的顶面，第一卡槽与第二转轴之间的距离和第二卡槽与第二转轴之间的距离相等，所述卡板的一端从收纳槽中转出收纳槽时，所述第一转轴活动卡设于第一卡槽内，第二转轴穿过卡座到达收纳槽并与处于收纳槽内的卡板的另一端固定连接，所述连接套的两端分别套设于第一转轴与第二转轴上，当所述第一转轴从第一卡槽拔出并移动至第二卡槽内时，连接套带动第二转轴绕第二转轴的轴线转动，进而使卡板转出收纳槽的一端收回收纳槽。

优选的，收纳槽的槽口开设于卡座的侧面，连接套从第一卡槽转动到第二卡槽的转动弧度为90度。

优选的，所述卡板单元还包括压块，所述压块固定安装在所述卡座上，并且位于所述第二转轴的顶端，用于防止连接套从第二转轴上滑脱。

优选的，所述卡板单元的数量为多个，多个卡板单元均匀布置在所述防护板的外圆周外。

优选的，所述下料罩还包括密封垫，所述密封垫垫设于所述防护板与所述压板之间。

优选的，所述下料罩还包括固定板与连接板，所述固定板固定在搅拌器上，所述防护板安装在所述固定板上，所述连接板的一端与固定板连接，另一端与所述防护板连接。

优选的，所述压板采用可折叠结构。

本发明还提供一种核废料的处理系统，包括运输机构、顶升机构、控制机构、以及上述的核废料的下料装置，所述运输机构包括辊道组件和固化桶，所述辊道组件用于将所述固化桶运送至所述顶升机构上，所述顶升机构包括驱动电机与升降台，所述升降台设于所述下料装置的下料罩的正下方，所述驱动电机用于驱动所述升降台上升，从而顶升所述固化桶，以使固化桶的开口端与下料罩贴合，所述控制机构包括控制器与扭矩测量仪，所述扭矩测量仪安装在所述驱动电机的输出轴上，并且与所述控制器电连接，用于实时测量驱动电机的输出轴的扭矩值，并将测量到其扭矩值发送给所述控制器，所述控制器与所述驱动电机电连接，用于将实时接收到的扭矩值与其内部储存的扭矩阈值进行比较，并在接收到的扭矩值大于所述扭矩阈值时，控制驱动电机停止工作。

优选的，核废料的处理系统还包括机械手，所述机械手用于提拉、转动第一转轴，以及，折叠压板并将其放入固化桶内。

本发明的下料装置的设置，核废料会集中溅射在压板上，通过将压板搭接在卡板单元的可转动的卡板上，随着卡板收回收纳槽，可以对压板进行灵活快速地更换，因此不需要更换整个下料罩，使得更换过程变得易处理，并且缩短下料罩维修与更换的周期，保证设备顺利运行，也能够减少人员的受辐照剂量。

附图说明

图1是本发明实施例2中的核废料的处理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1中的下料罩的结构示意图；

图3是本发明实施例1中的卡板单元的结构示意图；

图中：1-搅拌器，2-下料罩，3-固化桶，4-辊道组件，5-顶升机构，6-固定板，7-防护板，8-密封垫，9-压板，10-卡板单元，11-卡座，12-第一转轴，13-连接套，14-第二转轴，15-压块，16-卡板，17-连接板，18-第一卡槽，19-第二卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种核废料的下料装置，包括搅拌器、下料罩，所述搅拌器用于对核废料进行搅拌，所述下料罩包括防护板、压板、卡板单元，所述压板设置在所述搅拌器的下方，用于与其下方的固化桶密封贴合，所述固化桶用于装载核废料，压板上开设有第一开口，所述第一开口处于所述搅拌器的排料口的正下方，所述防护板设置在压板上方，并处于所述搅拌器之下，用于固定所述压板，防护板上开设有与第一开口对应的第二开口，所述卡板单元包括卡板、卡座以及转轴组件，所述卡座固定安装在所述防护板的周边，所述卡板活动设于所述卡座的收纳槽内，用于在转出所述收纳槽时支撑压板，所述转轴组件用于控制卡板转出或收回收纳槽。

本发明还提供一种核废料的处理系统，包括运输机构、顶升机构、控制机构、以及上述的核废料的下料装置，所述运输机构包括辊道组件和固化桶，所述辊道组件用于将所述固化桶运送至所述顶升机构上，所述顶升机构包括驱动电机与升降台，所述升降台设于所述下料装置的下料罩的正下方，所述驱动电机用于驱动所述升降台上升，从而顶升所述固化桶，以使固化桶的开口端与下料罩贴合，所述控制机构包括控制器与扭矩测量仪，所述扭矩测量仪安装在所述驱动电机的输出轴上，并且与所述控制器电连接，用于实时测量驱动电机的输出轴的扭矩值，并将测量到其扭矩值发送给所述控制器，所述控制器与所述驱动电机电连接，用于将实时接收到的扭矩值与其内部储存的扭矩阈值进行比较，并在接收到的扭矩值大于所述扭矩阈值时，控制驱动电机停止工作。

实施例1

如图1所示，本实施例公开一种核废料的下料装置，包括搅拌器1、下料罩2，搅拌器1用于对核废料进行搅拌，搅拌器1包括筒体与排料口，在筒体中进行搅拌后的核废料从排料口排出，下料罩2包括防护板7、压板9、卡板单元10，压板9设置在搅拌器1的排料口的下方，用于与其下方的固化桶3密封贴合，固化桶3用于装载核废料，压板9上开设有第一开口，第一开口处于搅拌器1的排料口的正下方，防护板7设置在压板9上方，并处于搅拌器1的排料口之下，用于固定压板9，防护板7上开设有与第一开口对应的第二开口，从排料口排出的核废料经过第一开口以及第二开口后到达固化桶3内。卡板单元10包括卡板16、卡座11以及转轴组件，卡座固定安装在防护板的周边，卡板16活动设于收纳槽内，收纳槽开设在卡座的下部，卡板用于在转出收纳槽时支撑压板9，转轴组件用于控制卡板16转出或收回收纳槽。

在本实施例中，核废料从搅拌器1的排料口排出，经过第一开口与第二开口，最终落入固化桶3内。由此，核废料在下落过程中由于溅射所产生的沾污基本上都集中在压板9上，而压板9搭接在卡板16上，当卡板16收回收纳槽时，压板9会自动掉落在下方的固化桶3上，从而快速完成压板9的更换。

如图2、3所示，转轴组件包括第一转轴12、第二转轴14、连接套13，卡座11的顶部开设有第一卡槽18与第二卡槽19，第一转轴12与第二转轴14平行设置在卡座的顶面，第一卡槽18与第二转轴14之间的距离和第二卡槽19与第二转轴14之间的距离相等，当卡板16的一端处于转出状态时，第一转轴12卡设于第一卡槽18内，第二转轴14穿过卡座11并与收纳槽内的卡板16的另一端固定连接，连接套13的两端分别套设于第一转轴12与第二转轴14上，当第一转轴12从第一卡槽18拔出，并且移动到第二卡槽19内时，连接套13带动第二转轴14绕第二转轴的轴线转动，进而使卡板16转出收纳槽的一端收回收纳槽中。

可选的，收纳槽的槽口开设于卡座11的侧面，连接套13从第一卡槽18转动到第二卡槽19的转动弧度为90度。具体来说，在将第一转轴12移动至第二卡槽19时的转动方向为顺时针旋转，第一转轴12旋转至第二卡槽19后卡接在第二卡槽19内，进而带动卡板16的一端收回收纳槽内。同理，当卡板16的一端从收纳槽内转出时，只需要将第一转轴12从第二卡槽19内提起，然后逆时针旋转90°，将第一转轴12卡接在第一卡槽18内即可。

可选的，卡板单元10还包括压块15，压块15固定安装在卡座11的顶面上，并且位于第二转轴14的顶端，用于防止连接套13从第二转轴14上滑脱。

可选的，卡板单元10的数量为多个，多个卡板单元10均匀布置在防护板7的外圆周外。在本实施例中，卡板单元10的数量为三个，三个卡板单元沿着防护板7的外圆周边缘间隔均匀设置，压板9的边沿搭接在三个卡板单元10的卡板16上，以使压板9能稳定放置。

在本实施例中，下料罩2还包括密封垫8，密封垫8垫设于防护板7与压板9之间，密封垫8可适应不同固化桶3的高度偏差，当不同固化桶3与下料罩2下方接触挤压时，通过设置密封垫可以预留一定的可压缩余量。

在本实施例中，下料罩2还包括固定板6与连接板17，搅拌器1包括搅拌筒与位于其下方的驱动组件，搅拌筒与驱动组件通过屏蔽墙隔离开，该屏蔽墙包括竖直段与水平段，竖直段的顶端与水平段的一端固定连接，在水平段开设有通孔，驱动部件设置在水平段的下方，并且通过该通孔与搅拌筒的底部连接，搅拌器1的排料口从屏蔽墙的竖直段的上方伸出，固定板6固定在屏蔽墙的竖直段上部，并且沿着竖直方向设置，防护板7安装在固定板6上，沿着水平方向设置，连接板17的一端与固定板6的上端连接，另一端与防护板7连接，从而构成三角架的结构，有利于提高下料罩2的结构稳定性与抗冲击能力。

具体的，压板9采用可折叠结构，由于核废料在下料过程中所产生的沾污基本上集中在压板9上，所以压板9需要经常拆卸更换，从而产生较多的固定废物量，而采用可折叠结构，可以有效地减少固体废物量的体积，从而提高压板9的废物处理效率。

在本实施例中，下料过程中所有的沾污都集中在压板9上，压板9搭接在卡板单元10的卡板16上，可以通过卡板16的转出与收回灵活方便地安装与拆卸，并且无需拆卸整个下料罩2，拆卸方便而快捷，由于压板9采用可折叠结构，产生的固体废物量少、易处理。

实施例2

本实施例公开一种核废料的处理系统，包括运输机构、顶升机构5、控制机构、以及实施例1中的核废料的下料装置，运输机构包括辊道组件4和固化桶3，辊道组件4用于将固化桶3运送至顶升机构5上，顶升机构5包括驱动电机与升降台，升降台设于下料装置的下料罩2的正下方，驱动电机用于驱动升降台上升，从而顶升固化桶3，以使固化桶3的开口端与下料罩2贴合，控制机构包括控制器与扭矩测量仪，扭矩测量仪安装在驱动电机的输出轴上，并且与控制器电连接，用于实时测量驱动电机的输出轴的扭矩值，发送给控制器，控制器与驱动电机电连接，用于将实时接收到的扭矩值与其内部储存的扭矩阈值进行比较，并在接收到的扭矩值大于扭矩阈值时，控制驱动电机停止工作。

在本实施例中，核废料的处理系统还包括机械手，机械手用于提拉、转动第一转轴12，从而拆卸或者安装压板，具体的，当机械手将第一转轴12从第一卡槽18提拉出并将其旋转至第二卡槽19时，卡板16收回收纳槽内，压板9失去卡板16的支撑而落入到固化桶3上，此时，机械手将落下的压板9夹持并且折叠，再放入固化桶3内，从而有效地减少了压板9废弃物的体积；新的压板9放置在固化桶3上，顶升机构5将压板9顶升至与密封垫10贴合后，机械手将第一转轴12从第二卡槽19提拉出将其旋转至第一卡槽18时，卡板16转出收纳槽，将更换后的压板9压住。

本实施例中的核废料的处理系统的工作过程如下：

辊道组件4将固化桶3运送至顶升机构5的升降台上，升降台在驱动电机的驱动下将固化桶3顶升，以使得固化桶3的开口端与下料罩2贴合；

当扭矩测量仪所传输的扭矩值大于控制器内部储存的扭矩阈值时，控制器控制驱动电机停止工作，此时，固化桶3的开口端与下料罩2完全贴合；

启动搅拌器1，将其中的核废料通过排料口排出，核废料通过下料罩2后到达固化桶3内；

通过机械手操作，将第一转轴12从第一卡槽18内提拉出，然后将第一转轴12顺时针转动90°，使其到达第二卡槽19上方，从而将第一转轴12插入第二卡槽19内，此时，卡板16的转出收纳槽的一端收回收纳槽内，压板9自动掉落至固化桶3上，操作机械手将压板9折叠并将其放入固化桶3内；

取一块新的压板9放置于固化桶3上，通过机械手操作，将第一转轴12从第二卡槽19内提拉出，然后将第一转轴12逆时针转动90°，使其到达第一卡槽18上方，从而将第一转轴12插入第一卡槽18内，此时，卡板16的一端从收纳槽内转出，进而将新的压板9放置在卡板16上。

在本实施例中，通过实时测量驱动电机的扭矩值，并结合行程判断，能有效地保证固化桶3与下料罩2紧密接触、不留间隙，从而防止放射性废物下料过程中溅出，设于防护板7与压板9之间的密封垫8可适应顶升时不同桶的高度偏差，以确保固化桶3与下料罩2密封贴合。下料装置中由于采用了卡板单元，可实现工作人员在热室外操作机械手拆卸压板，不需工作人员进入热室内操作，从而可避免人员受辐照。

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。