CN101334477B - 气动传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体快速传输物品的装置。该装置包括辐照套管、传输管道、气动系统、样品盒、样品测量输送装置、控制系统等几部分，样品盒在传输管道中运动。其中辐照套管通过传输管道同样品盒与样品分离系统连接，样品盒与样品分离系统同样品测量输送装置相配合。样品盒与样品分离系统中的样品脱兔装置为十字形，四端均安装有阀门，控制十字形气体回路的通、断以及气流方向，并使样品和样品盒分离。样品测量输送装置采用双转盘式结构，下盘静止，上转盘携带样品旋转以传输样品到测量端和回收端。这种装置实现样品自动传递，且样品盒可重复利用。
Description
技术领域
本发明属于用流动的气体传送物体的技术领域，具体涉及一种气体快速传输物品的装置。
背景技术
气体快速传输物品的装置俗称“跑兔”装置，携带物品的部件称为“兔”，它已广泛应用于加速器、反应堆、医学等多种领域。例如，在聚变反应实验测量中，需要建立跑兔装置将样品(样品包含在兔内)传送到聚变反应器内，在聚变反应的瞬间释放出大量中子，中子照射样品，然后用兔将照射后的样品迅速传送，通过兔与样品剥离，最终将样品传送到测量位置进行测量。在核测量技术领域中利用跑兔装置具有以下几方面的优点：首先，跑兔装置可以快速将活化样品从辐照位置传送到远处的探测位置，减少样品冷却时间，可以测量到短寿命活化产物，有利降低中子产额探测下限，提高测量精度；其次，由于中子活化样品有一定的放射性，对工作人员可能造成伤害，利用该装置将样品自动送入探测位置，探测后送入废物回收孔道，实验人员不直接接触样品，这样可以将辐射污染降到最低。目前，文献公开或公开使用的跑兔装置或者比较简单，或者兔为一次性使用。例如，《原子核物理评论》Vol 24，No.1发表的“基于神光III原型IC F中子活化样品‘跑兔’系统运动特性的数值模拟”一文中公开了一种跑兔装置，另外，《核电子学与探测技术》Vol 16，No.4发表的“一种快‘跑兔’装置投入使用”一文中也公开了一种类似的跑兔装置。这两篇文献所公开的跑兔装置都包括辐照站、装样站和接收站三部分组成，中间由样品传输管道连接。这种装置结构简单，样品只能在传输管道来回传递，不能转向。另外，中国专利200520132958.X也公开了一种同位素快速分离系统，该装置主要包括裂变产物的产生、样品传输、样品切割及取样、样品的分离以及样品的收集等几部分，其中切割及取样装置包括套筒、切割刀，上端为圆形刀刃、侧壁开有刀窗的切割刀固定在套筒的腹部。这种跑兔装置的兔子为一次性使用，不能重复利用。
发明内容
(一)发明目的
本发明针对现有技术的不足，提供一种样品盒(兔)可重复使用、自动化程度高的气体快速传送物体的装置。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
一种气体传送物品的装置，包括辐照套管、传输管道、气动系统、样品盒、样品测量输送装置、控制系统等几部分，样品盒在传输管道中运动。关键在于，辐照套管通过传输管道同样品盒与样品分离系统连接，样品盒与样品分离系统同样品测量输送装置相配合。样品盒与样品分离系统中的样品脱兔装置为十字形，四端均安装有阀门，控制十字形气体回路的通、断以及气流方向，并使样品和样品盒分离。样品测量输送装置采用双转盘式结构，下盘静止，上转盘携带样品旋转以传输样品到测量端和回收端。
(三)发明效果
本发明所提供的技术方案中，传输管道既是样品盒在其中运动的光滑通道，又是气体回路的一部分，通过气体回路的气流方向改变可使样品盒及样品在辐照端和测量端之间来回运动。样品脱兔装置为十字形，利于样品的翻转，样品测量输送装置通过旋转自动完成样品的转移、测量、回收等动作，减少实验人员与放射性样品的接触。因此，本发明所提供的技术方案既实现样品自动传递，又实现了样品盒的重复利用目的。
附图说明
图1一种气体传送物品装置的结构示意图；
图2样品盒的结构示意图；
图3脱兔样品盒的结构示意图；
图4辐照套管的结构示意图；
图5样品测量输送装置结构示意图；
图6装置控制系统流程图。
其中，1.储气罐；2a.脱兔样品盒；2b.样品盒；3.样品测量输送装置；4.传输管道；5.空气压缩机；6.通气孔；7.筛状孔；8.连接输气管的接头；9.辐照套管外层管；10.辐照套管内层管；11.上转盘；12.圆形孔道；13.下盘；14.带十字支架的圆形孔道；15.圆形孔道；16.凹槽；V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8阀门；L1、L2、L3、L4光电开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
一种用于中子辐射强度测量的气体传送物品的装置，用于将中子照射后的样品迅速传送到测量位置，测量被中子活化的样品的γ射线强度，然后换算出中子辐射强度。装置结构参见图1，它主要包括辐照套管9、10，传输管道4，气动系统，样品盒2a、2b，样品盒与样品分离系统，样品测量输送装置3，控制系统等部件。
参见图2，样品盒2b为圆柱形，上、下端面经过钝化处理，其中上端面内设置凹槽，放置并固定圆片状固体样品，凹槽的形状根据样品的形状而定，本实施例使用的是圆形。在样品盒2b的柱体面上开设一个凹槽，上端面凹槽和柱体面上凹槽通过一个通气孔6相通。
参见图3，脱兔样品盒2a与样品盒2b大小一致，为圆柱体。
参见图4，辐照套管分为外层管9和内层管10，参见图1的位置2，在辐照端，内层管10头部设有筛状孔7，贴近筛状孔7处设有样品盒定位器和位置指示光电开关L2，样品在此处可接受中子照射，并指示样品盒2b位置。在光电开关L2的下方可添加环绕辐照套管的圆筒形镉屏蔽层，用于屏蔽散射中子。传输管道4的内径与内层管10的内径一致，并相连接，或者传输管道4伸入到外层管9中代替内层管10。样品及样品盒2b在传输管道内层10内移动。外层管9上设连接输气管的接头8，接头8与输气管相接，输气管的另一端与阀门V3、V4相接，外层管9和内层管10之间的空隙为气道，压缩空气由接头8处进入此气道再流过筛状孔7推动样品及样品盒2b回传。
本实施例考虑到传输管道4的多弯的实际铺设线路和过弯曲率半径较小的特点以及耐压的特性，传输管道4为耐压尼龙管，内壁足够光滑。在传输管道4上安装若干传感器，以确认样品盒在传输过程中是否顺利通过，并测定其运动速度。
参见图1，样品盒与样品分离系统中的样品脱兔装置设计成十字形，上、下、前、后四端各安装一个阀门V5、V6、V7、V8，控制气体回路的通、断。未被活化的新样品的安装在脱兔装置内手动完成，采用抽屉式结构。十字形下端放置样品盒2a。
参见图5，样品测量输送装置3采用上、下双转盘式结构，下盘13保持静止，在样品脱兔装置十字管道上部以及废品回收罐的上部各设有一个圆形孔道15、12，分别用于检测前的样品和样品盒2a通过，以及检测后的样品掉入废品回收罐，在探测其上部还设有带十字支架的圆形孔道14。上转盘11底面设有容纳样品的凹槽16，并安装限位开关和位置指示器L4，给出可以启动测量的灯光和声音信号。上转盘11利用步进电机带动逆时针旋转，例如，待测的样品和样品盒2a通过下转盘13的孔道15进入上转盘11的凹槽16中，凹槽16的深度设成可用螺栓调节的，把它调节得与圆片状样品的厚度一致，那么上转盘转动时可把样品带走而样品盒2a则留在原位并可下降至初始位置。上转盘11转动180度到达带十字支架的圆形孔道14位置，即测量位置，完成测量后再转动90度，样品通过下盘13的孔道12自动掉入废品回收罐，再转动90度，恢复到初始状态。上转盘11、下盘13周围用金属铅屏蔽，γ探测器安装在测量位置附近的铅屏蔽体内。
气动系统由空气压缩机5、储气罐1、阀门、输气管等组成。空气压缩机5通过储气罐1后，一条支路通过常关阀门V3、常开阀门V4与辐照套管外层管9上的接头8连接。另一条支路通过常关阀门V1、常开阀门V2同样品脱兔装置十字管道的后管相通。第三条支路通过常关阀门V5、V6分别连接样品脱兔装置十字管道的后管和下管。另外，样品脱兔装置十字管道的前管和上管分别设有阀门V7、V8。
控制系统包括计算机、控制系统程序、信号采集卡、信号输入模块、信号输出模块、继电器、低压电源等。控制系统可以控制高压空气的走向，阀门的依次通、闭，传感器、光电开关信号的采集和分析，转盘电机的转动与停止等。
参见图6，该装置的工作流程是：在位置1处，通过样品脱兔装置十字管道的后管处手动装载装有样品的样品盒2b；开阀门V7、V1，关阀门V8、V2，向十字管道的后管输送气体，推动样品盒2b进入传输管道4，气体继续进入传输管道4向辐照端输送样品盒2b，直到光电开关L2有信号，达到位置2；辐照；然后回传，关阀门V1、V4，开阀门V2、V3，向辐照套管外层管9与内层管10之间的空间输送气体，气体通过筛状孔7推动样品盒2b回传，直到光电开关L1有信号；开阀门V4、V8、V5，关阀门V3、V7，在位置3，样品由样品盒2b被吹到样品盒2a的上端面上；关阀门V5，开阀门V6，将样品盒2a抬到位置4；开启上转盘11把样品转到测量端位置5，关阀门V6，测量；转盘转到回收位，即位置6处，样品由孔道12落入回收罐，转盘再转动90度，复位。
显然本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，假若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些修改和变型。
Claims (14)
1.一种气体快速传输物品的装置，包括辐照套管、传输管道(4)、气动系统、样品盒(2b)、样品测量输送装置(3)、控制系统、样品盒与样品分离系统，样品盒(2b)在传输管道(4)中运动，其特征在于：辐照套管通过传输管道(4)同样品盒与样品分离系统连接，样品盒与样品分离系统同样品测量输送装置(3)相配合；样品盒与样品分离系统中的样品脱兔装置为十字形，四端均安装有阀门，控制十字形气体回路的通、断以及气流方向，并使样品和样品盒分离；样品测量输送装置(3)采用双转盘式结构，下盘静止，上转盘携带样品旋转以传输样品到测量端和回收端。
2.根据权利要求1所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的样品盒(2b)为圆柱形，其上端面内设置凹槽，放置并固定活化样品，在柱体面上开设一个凹槽，上端面凹槽和柱体面上凹槽通过一个通气孔(6)相通。
3.根据权利要求1所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的辐照套管为双层结构，分别为外层管(9)和内层管(10)。
4.根据权利要求3所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的辐照套管内层管(10)的顶端面是筛状孔(7)。
5.根据权利要求3所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的辐照套管(9、10)顶端安装样品盒定位器和位置指示光电开关(L2)。
6.根据权利要求3所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的辐照套管外层管(9)设有连接输气管的接头(8)。
7.根据权利要求3所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的传输管道(4)的内径与辐照套管内层管(10)的内径一致，并相连接。
8.根据权利要求1或7所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的传输管道(4)为内壁光滑的耐压尼龙管。
9.根据权利要求1所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的样品脱兔装置设计成十字形，上、下、前、后四端各安装一个阀门(V8、V6、V7、V5)。
10.根据权利要求9所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的样品脱兔装置下端放置脱兔样品盒(2a)。
11.根据权利要求2或10所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的样品盒(2b)的上、下端面经过钝化处理。
12.根据权利要求1所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述下盘(13)上设有两个圆形孔道(15、12)和一个带十字支架的圆形孔道(14)；上转盘(11)底面设有能够容纳样品的凹槽(16)。
13.根据权利要求1或12所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的上转盘(11)上安装限位开关和位置指示器(L4)。
14.根据权利要求1或12所述的气体快速传输物品的装置，其特征在于：所述的上转盘(11)、下盘(13)周围用金属铅包围以起屏蔽作用。
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