一种推燃料棒进补偿块的装置

技术领域

本发明属于核燃料制造技术领域，具体涉及一种推燃料棒进补偿块的装置。

背景技术

燃料棒在完成焊接后，为保证其内部质量，需要进行X射线照相(探伤)。燃料棒属于小径薄壁管，如果直接利用X射线透照，存在较大厚度差，无法进行底片评判，为了消除厚度差，通常采用补偿块进行厚度补偿。

对于燃料棒制造企业来说，每天的燃料棒产量较大，为此，补偿块上通常设计成二十多个孔，使得每次可同时透照二十多支燃料棒。将燃料棒送入补偿块有两种方式：其一为人工，即操作人员将燃料棒一支支分别插入到补偿块中(确保每支燃料棒都进入到补偿块的补偿位置，大部分补偿位置是将燃料棒一直推到不能再进入的位置)；另一为自动，即通过进料装置同时带动二十多支燃料棒进入到补偿块中(与人工相同，均需燃料棒到达指定补偿位置)。采用人工的方式可保护燃料棒表面无划伤或磨痕(人手上可感知力的大小，不会用蛮力把燃料棒强行送入补偿块，可避免燃料棒表面新增划伤或磨痕)，但效率太低，且人工劳动强度大，不利于智能企业的现代化制造；采用自动的方式效率虽高，一次可使二十多支燃料棒同时进入到补偿块中，但也存在问题：由于燃料棒长度略有差异，虽然不大，也就几毫米，但由于上下压轮将二十多支燃料棒同时夹紧，移动相同的距离，使得不同长度的燃料棒到达补偿块不同的位置，比如长度更长的燃料棒在进入到补偿块后，仍被夹持朝补偿块移动，就会导致夹持部件在燃料棒表面新增划伤或磨痕，而更短的燃料棒还未送到位，就停止移动了，此时燃料棒未进入到补偿块的补偿位置，会造成底片上该处燃料棒影像无法识别的情况。为此，考虑设计一种新型燃料棒进补偿块装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种推燃料棒进补偿块的装置，能够解决以下问题：传统装置无法满足每支燃料棒到位需求的问题(特别针对多支燃料棒同时进入补偿块的情况，提升同时工作的效率，当然也可以完成单支燃料棒送入的工作)；长度更长燃料棒到位后(进入补偿块补偿位置)表面会产生划伤或磨痕的问题；长度更短燃料棒不到位(未进入补偿块补偿位置)造成底片上燃料棒或缺陷部位影像无法识别的问题；人工将燃料棒送入到补偿块效率低、劳动量大的问题；不同长度燃料棒(长度差异＞500mm)通用性的问题。

本发明的技术方案如下：一种推燃料棒进补偿块的装置，包括铝型材料架，铝型材料架分别与上部筋板、挡块、下部筋板、直线导轨、固定座、安装板和传感器相连；

所述的上部筋板固定在铝型材料架上，伺服电机与减速器相连，减速器与直线模组相连，直线模组固定在固定座和安装板上，直线模组与驱动滑块相连，挡块固定在铝型材料架上，下部筋板与铝型材料架相连，直线导轨固定在铝型材料架上，直线导轨与直线滑块相连，固定座固定在铝型材料架上，直线滑块与安装座相连，锁销插入到推杆尾部孔中，推杆中上部套有弹簧，推杆与推头相连，安装座与直线滑块、连接座相连，安装座与推杆相连，弹簧对推头施加推力，安装板固定在铝型材料架上，驱动滑块固定支座，支座固定在驱动滑块上，支座与浮动连接头相连，浮动连接头分别将支座和连接座连在一起，连接座固定在安装座上，传感器采固定在铝型材料架上。

所述的铝型材料架通过螺纹结构分别与上部筋板、挡块、下部筋板、直线导轨、固定座、安装板和传感器相连。

所述的伺服电机通过齿轮—齿轮结构与减速器相连；减速器通过齿轮—齿轮结构与直线模组相连；直线模组通过齿轮—齿轮结构与减速器相连。

所述的直线模组通过螺纹结构分别固定在固定座的中部和安装板的端面上。

所述的直线模组通过螺纹结构与驱动滑块相连，挡块通过螺纹结构固定在铝型材料架上，下部筋板通过螺纹结构与铝型材料架相连。

所述的直线导轨通过螺纹结构固定在铝型材料架上，直线导轨通过燕尾槽结构与直线滑块相连。

所述的固定座通过螺纹结构固定在铝型材料架上。

所述的安推杆旋入安装座孔中。

本发明的有益效果在于：(1)每支燃料棒均到位(刚好进入补偿块补偿位置)；(2)使用该装置后，燃料棒表面无新增划伤或磨痕；(3)使用该装置后，燃料棒底片影像清晰，各部位可辨识；(4)相较人工送燃料棒进补偿块，效率提升了20倍；(5)可满足不同长度燃料棒的使用需求(可根据燃料棒的长度，设计带有不同长度悬臂的铝型材料杆)。

通用性强，本装置上下部均设计有筋板，并以上部斜拉、下部支撑的方式增强抗弯矩的能力，因此除了可以用于燃料棒的长度补偿之外，还可以满足不同长度燃料棒的使用需求，即使对于长度差异超过500mm以上的燃料棒也可以使用。

补偿效果好，采用本装置，可保证每支进入到补偿块中的燃料棒均到达指定的补偿工位，且无任何差异，即不会出现燃料棒未进入的情况(这种情况下，胶片上无法识别燃料棒或缺陷部位的影像，需重新拍照)，也不会出现因为到位后表面新增划伤或磨痕的情况。

效率高，相较于人工将燃料棒送入补偿块中(如果不采用这种办法，无法保证燃料棒刚好送入到补偿块中，未进入补偿块就需要重新拍照，而到位后仍然前进则会使得燃料棒表面新增不可接受的划伤或磨痕)，采用本装置将燃料棒送入到补偿块中，其效率提升了20倍。

附图说明

图1为本发明所提供的一种推燃料棒进补偿块的装置第一立体图；

图2为本发明所提供的一种推燃料棒进补偿块的装置第二立体图；

图3为图1中Ⅰ部放大图；

图4为图2中Ⅱ放大图。

图中：1铝型材料架，2上部筋板，3伺服电机，4减速器，5直线模组，6挡块，7下部筋板，8直线导轨，9固定座，10直线滑块，11锁销，12推杆，13安装座，14弹簧，15推头，16安装板，17驱动滑块，18支座，19浮动连接头，20连接座，21传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-4所示，一种推燃料棒进补偿块的装置，包括铝型材料架1、上部筋板2、伺服电机3、减速器4、直线模组5、挡块6、下部筋板7、直线导轨8、固定座9、直线滑块10、锁销11、推杆12、安装座13、弹簧14、推头15、安装板16、驱动滑块17、支座18、浮动连接头19、连接座20和传感器21。

其中，铝型材料架1是整套装置的机架，用于安装和固定其上的其它零部件。铝型材料架1通过螺纹结构分别与上部筋板2、挡块6、下部筋板7、直线导轨8、固定座9、安装板16和传感器21相连。上部筋板2用于增强铝型材料架1悬臂后刚性(铝型材料架1为悬臂梁结构)，使得直线滑块10和驱动滑块17运动过程中稳定性更好。上部筋板2通过螺纹结构固定在铝型材料架1上。伺服电机3用于提供直线模组5，直线模组5采用皮带结构传输动力，直线模组5的皮带带动驱动滑块17做往复运动。伺服电机3通过齿轮—齿轮结构与减速器4相连。减速器4用于为伺服电机3提供大扭矩，使得伺服电机3不会因大扭矩而导致损坏。减速器4通过齿轮—齿轮结构与伺服电机3相连，减速器4通过齿轮—齿轮结构与直线模组5相连。直线模组5采用同步带结构，用于将伺服电机3提供的动力传输给驱动滑块17，使得驱动滑块17可在直线模组5上做往复运动。直线模组5通过齿轮—齿轮结构与减速器4相连，直线模组5通过螺纹结构分别固定在固定座9(在中部固定，增加支撑点)和安装板16(从端面进行固定)上，直线模组5通过螺纹结构与驱动滑块17相连。挡块6用于限位，避免直线滑块10超限位，保护伺服电机3。挡块6通过螺纹结构固定在铝型材料架1上。下部筋板7与上部筋板2相同作用，都是为了加强铝型材料架1悬臂后的刚性。下部筋板7通过螺纹结构与铝型材料架1相连。直线导轨8用于直线滑块10在其上往复运动(具有一定自由度的约束)。直线导轨8通过螺纹结构固定在铝型材料架1上，直线导轨8通过燕尾槽结构与直线滑块10相连(直线滑块10可在直线导轨8上往复运动)。固定座9用于固定并支撑直线模组5(固定座9采用U型结构，通过位于直线模组5上方的螺栓，拉住直线模组5，增加直线模组5的支撑点，避免跨长距引起的结构变形，与两端的安装板16共同构成了三点支撑)。固定座9通过螺纹结构固定在铝型材料架1上，固定座9通过螺纹结构将直线模组5固定在固定座9上。直线滑块10用于带动安装座13，再带动推杆12、再推动弹簧14、再带动推头15，从而带动燃料棒进入到补偿块中。直线滑块10通过燕尾槽结构与直线导轨8相连，直线滑块10通过螺纹结构与安装座13相连。锁销11用于固定并限制(约束推杆12的自由度，起到防退作用)推杆12。锁销11插入到推杆12尾部孔中。推杆12用于支撑和固定弹簧14和推头15。推杆12尾部孔中插有锁销11，推杆12中上部套有弹簧14，推杆12首部通过螺纹结构与推头15相连。安装座13用于安装和固定推杆12，同时起到与连接座20相连的作用，保证伺服电机3的动力经直线模组5，传递给驱动滑块17，再传递给支座18，再传递给浮动连接头19，再传递给连接座20，最终传递给安装板13，使得推头15可带动燃料棒前进。安装座13通过螺纹结构与直线滑块10、推杆12(推杆12旋入安装座13孔中)、连接座20相连。弹簧14是为了保证每支燃料棒均能被送入到补偿块相应位置，弹簧14采用热处理制得，具有较好的伸缩性，该零件是整套装置的核心部件，弹簧为特制。通过弹簧的压缩，来调节每支燃料棒进入补偿块的距离(推杆12、弹簧14和推头15构成一组，每组对应一支燃料棒)。弹簧14套在推杆12上，弹簧14对推头15施加推力，未工作时，弹簧处于伸长状态；工作时，弹簧处于压缩状态(且每个弹簧压缩量不同，这取决于燃料棒的长度，燃料棒长一些的，压缩量大一些；反之，压缩量小一些)。推头15与燃料棒直接接触，带动燃料棒进入补偿块中，采用塑料材料制得。推头15通过螺纹结构与推杆12相连，推头15受到弹簧14施加的推力。安装板16用于固定和支撑直线模组5，分别位于直线模组5的两个端面上，另与固定座9构成三点支撑。安装板16通过螺纹结构固定在铝型材料架1上。驱动滑块17用于将伺服电机3的动力传输给安装座13，使得安装座13可带动其上的推杆12、弹簧14和推头15做往复运动，驱动滑块17是有动力的滑块，而直线滑块10只是约束安装座13做往复运动的滑块。驱动滑块17通过螺纹结构与直线模组5相连，驱动滑块17通过螺纹结构固定支座18。支座18用于将安装座13和驱动滑块17连在一起。支座18通过螺纹结构固定在驱动滑块17上，支座18通过螺纹结构与浮动连接头19相连。浮动连接头19是为了消除直线滑块10和驱动滑块17直线度差的情况，避免直线滑块10与驱动滑块17安装不平行导致机械卡阻或死位。浮动连接头19分别将支座18和连接座20连在一起。连接座20用于将安装座13和支座18连在一起。连接座20通过螺纹结构固定在安装座13上。传感器21用于限位，避免推头15超出极限位后，损坏伺服电机3。传感器21采用螺纹结构固定在铝型材料架1上。

本发明的使用方法如下：

将燃料棒放置到指定工位，启动燃料棒进补偿块装置，该装置可自动匀速将燃料棒分别送入补偿块中。

本发明的特点如下：

燃料棒长度均超过3000mm，传统使用的进补偿块装置均是采用从距离补偿块较近处燃料棒上端塞侧或中部将燃料棒送入补偿块中，而本装置首次采用从燃料棒下端塞侧推的方式，将燃料棒送入补偿块中。

由于本装置要适用不同长度燃料棒(长度超过500mm)，直线导轨设计超过500mm，而考虑到燃料棒在传输线上是自动上下料，直线导轨等采用悬臂梁结构设计(如果在下方有支撑，就会与燃料棒来料或下料产生机械干涉)，为此，本装置上下部均设计有筋板，并以上部筋板和固定座9拉、下部支撑的方式增强抗弯矩能力，从而实现多种长度燃料棒均可使用的功能需求。

长度补偿设计

上述(2)强度设计中是针对长度差异较大的情况，而本装置主要功能是保证二十多支长度差异在几毫米以内满足使用需求。为了进行长度补偿，在每个推杆上均套有弹簧(每个都是独立的推燃料棒(每支)单元)，通过弹簧的弹力分别将每支燃料棒推入到补偿块的孔中，这就同时解决了两个问题，一个是同时将燃料棒送入补偿块；另一个是根据燃料棒的不同长度，均能保证到补偿块的补偿位置，同时又不产生划伤或磨痕。因为推杆12、弹簧14和推头15固定在安装座13上构成整体，带动所有的燃料棒前进，而每个推杆12、弹簧14和推头15是独立个体，套在推杆上的弹簧又可以根据自己对应燃料棒到位情况进行弹力调节，当装置前进时，较长的燃料棒先进到补偿块孔中，由于短的还没进入补偿块，装置还会继续前进，此时弹簧继续压缩，其压缩量更大，当较短燃料棒后进到补偿块孔中，装置停止，此处弹簧压缩量较小。虽然弹簧压缩量有大有小，但也不会对燃料棒表面造成任何影响，而采用该结构却解决了不同长度无法同时满足补偿的难题。整套装置化整为零，分成二十多个小单元，每个单元独立对应一支燃料棒，通过弹簧压缩力来调整燃料棒移动的距离，最终保证所有燃料棒均进入到补偿块补偿位置。