CN102522131B - 快换抓头式燃料棒远程抓取工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了快换抓头式燃料棒远程抓取工具，包括工具杆、抓头A、抓头B，可以实现一根工具对应多种燃料棒抓头，实现对燃料棒的侧面及非端头部分的抓取，并且抓取夹紧力可调，抓取时不会对燃料棒表面造成划痕。工具杆提供远程操作的距离，并分为内外两层，在安装抓头时首先通过螺纹安装抓头A或B的内部接头，之后通过连接套与螺栓将工具杆及抓头的外管相连接。抓头A为锥形卡套式，通过内外两个锥形的相互运动将弹性抓头收拢并提供夹紧力。抓头B为夹板式，通过锥形的拉杆将抓板收拢使其夹紧燃料棒。

Description

快换抓头式燃料棒远程抓取工具

技术领域

本发明属于专用抓取工具，具体涉及一种可以快速更换抓头的燃料棒远程抓取工具。

背景技术

由于核反应堆燃料组件在堆内使用过之后，燃料棒内的裂变产物使得燃料棒带有强烈的辐射，不适合近距离进行抓取，因此需要使用屏蔽体并通过远程工具对燃料棒进行抓取。

现有的已辐照燃料棒抓取工具有两种，为叉形开口工具和套环工具，这类工具依靠对燃料棒端头部分的端头直径缩小短段进行抓取，而无法对燃料棒进行侧面抓取或切割掉端头后的抓取，且不能做到工具抓头的快速更换，造成了每种抓取情况都需要配置一根工具，造成了空间及成本的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供快换抓头式燃料棒远程抓取工具，可以实现一根工具对应多种燃料棒抓头，实现对燃料棒的侧面及非端头部分的抓取，并且抓取夹紧力可调，抓取时不会对燃料棒表面造成划痕。

本发明的目的通过下述技术方案实现：快换抓头式燃料棒远程抓取工具，包括工具杆、以及与工具杆连接的抓头，所述工具杆靠近抓头的一端设置有开有内螺纹凹槽的连接块；所述抓头靠近工具杆的一端设置有带外螺纹的凸起块；抓头通过凸起块与连接块的内螺纹凹槽相配合连接。

所述的工具杆主要由外连接管、以及设置在外连接管内部的内连接管构成，所述外连接管通过连接套与抓头连接，内连接管通过依次连接的连接块和凸起块与抓头连接。所述连接套通过连接螺母与外连接管连接。

所述外连接管与内连接管之间还设置有定位环。

所述工具杆还包括设置在内连接管上的示位销，所述内连接管开有与示位销配合的孔，示位销通过过盈配合安装在内连接管上，外连接管在示位销位置开有长槽。

所述抓头为抓头A，其抓头A为锥形卡套式，主要由依次连接于连接块的凸起块、抓头A内管、抓头A连接块、抓头A抓头、抓头A锥形压板，以及依次连接于连接套的抓头A外管、抓头A压块构成；所述抓头A锥形压板位于抓头A压块开口位置；所述抓头A抓头、抓头A锥形压板、抓头A压块构成一个以抓头A压块为支撑点，以抓头A锥形压板为杠杆摆臂，以抓头A抓头为给力源的杠杆机构。

所述抓头为抓头Ｂ，其抓头Ｂ为夹板式，主要由依次连接于连接块的凸起块、圆锥形的抓头B拉杆、以及依次连接于连接套的抓头B外管、抓头B抓板构成；所述抓头B拉杆远离连接块的一端设置在抓头B抓板之间；所述抓头B抓板通过抓头B销钉与抓头B外管固定在一起；所述抓头B拉杆、抓头B抓板、抓头B销钉构成一个以及抓头B销钉为支撑点，以抓头B抓板为杠杆摆臂，以抓头B拉杆为给力源的杠杆机构。

所述抓头B拉杆通过抓头B固定螺母与凸起块连接。

所述抓头B抓板连接有抓头B橡胶垫；抓头B抓板通过抓头B紧定螺钉与抓头B橡胶垫连接。

基于上述内容，我们可以看出，本发明设计的抓取工具，其包括工具杆和可跟换的多个抓头；工具杆提供远程操作的距离，并分为内外两层，即外层为外连接管，内层为内连接管。在安装抓头时首先通过带有螺纹的连接块与凸起块连接；之后通过连接套将外连接管与抓头连接。本发明中采用连接块与凸起块连接，可快速实现不同抓头的更换。

本发明中公开了2种可更换的抓头：抓头A和抓头B，但不仅限于抓头A和抓头B。其中，抓头A为锥形卡套式，通过两个锥形的抓头A锥形压板相互运动将弹性抓头收拢并提供夹紧力。抓头Ｂ为夹板式，通过锥形的抓头B拉杆将抓头B抓板收拢使其夹紧燃料棒。内连接管上安装有指示位置的示位销，可以反映夹紧力的大小。

其抓头Ａ的弹性抓头收拢后为一圆形，保证了与燃料棒为面接触。

其中抓头B抓板上固定的抓头B橡胶垫，保护了燃料棒的包壳不被划伤。

本发明的优点在于：可以快速更换与拆卸工具杆与抓头，工具杆与抓头连接紧固，节省了空间及成本；抓头Ａ通过内外两个锥形的相互运动将弹性抓头收拢并提供夹紧力，其夹紧力在材料强度足够的情况下可以达到无限大，其弹性抓头收拢后为一圆形，保证了与燃料棒为面接触；抓头Ｂ通过锥形的拉杆将抓板收拢使其夹紧燃料棒，其夹紧力在材料强度足够的情况下也可以达到无限大，其抓板上固定有橡胶垫，保护了燃料棒的包壳不被划伤。可以通过安装有指示位置的销钉来确定夹紧力的大小；远程操作抓取燃料棒，减少了操作人员的受照剂量。

本发明通过合理设计的工具杆、抓头Ａ、抓头Ｂ，可以实现一根工具对应多种燃料棒抓头，实现对燃料棒的侧面及非端头部分的抓取，并且抓取夹紧力可调，抓取时不会对燃料棒表面造成划痕。

附图说明

图1为抓头A与工具杆的连接关系结构视图。

图2为抓头B与工具杆的连接关系结构视图。

图3为抓头A自然松开时的示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1、内连接管；2、外连接管；3、定位环；4、示位销；5、连接螺母；6、连接套；7、连接块；8、凸起块；9、抓头A内管；10、抓头A外管；11、抓头A连接块；12、抓头A抓头；13、抓头A压块；14、抓头A锥形压板；16、抓头B固定螺母；17、抓头B拉杆；18、抓头B外管；19、抓头B销钉；20、抓头B抓板；21、抓头B紧定螺钉；22、抓头B橡胶垫；23、燃料棒。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

如图1、2、3所示，本发明的快换抓头式燃料棒远程抓取工具包括工具杆、以及与工具杆连接的抓头A或抓头B。

工具杆包括：内连接管1、外连接管2、定位环3、示位销4、连接螺母5、连接套6、连接块7。内连接管1设置在外连接管2的内部，外连接管2通过连接套6与抓头A或抓头B连接，所述内连接管1通过连接块7与抓头A或抓头B连接。

工具杆是两种抓头的载体，即抓头A或抓头B的载体，使操作人员能够远距离的操作抓头，同时工具杆上有快换接头机构，使得工具可以对其抓头进行更换。

内连接管1上隔一定的距离焊接有定位环3是为了减少内连接管1在外连接管2内的晃动，提高工具的动作精度。

连接块7上有与抓头A或抓头B相配的螺纹，内连接管1与连接块7焊接在一起，操作时两者同时运动以带动抓头进行动作。

内连接管1在一定的位置上开有与示位销4配合的孔，示位销4通过过盈配合安装在内连接管1上，外连接管2在示位销4位置开有长槽以使得在外部可以观察到示位销4的位置，示位销4的作用为指示内连接管1与外连接管2的相对位置。

外连接管2上有螺纹孔，通过连接螺母5与连接套6相连接，连接套6上下有螺纹间隙孔，作用为与抓头A外管10或抓头B外管18相连接，通过拆卸连接螺母5即可将工具杆与抓头A或抓头B两种抓头进行分离。

如图1、3所示，抓头A由凸起块8、抓头A内管9、抓头A外管10、抓头A连接块11、抓头A抓头12、抓头A压块13、抓头A锥形压板14组成。凸起块8、抓头A内管9、抓头A连接块11、抓头A抓头12、抓头A锥形压板14依次连接于连接块7；的抓头A外管10、抓头A压块13依次连接于连接套6。

凸起块8通过螺纹与工具杆零件连接块7相连接。凸起块8下部焊接有抓头A内管9，抓头A内管9为燃料棒23的深入提供空腔。抓头A内管9下部焊接抓头A连接块11，抓头A连接块11连接着抓头A抓头12。抓头A抓头12上焊接有抓头A锥形压板14，抓头A锥形压板14用来承受抓头A压块13的压力并将其转化为抓头A抓头12的夹紧力。抓头A抓头12为弹性管式抓头，其在未受力时自然向外张出，受力时向内环抱，环抱时其抓头正好组成一个圆，圆的尺寸略小于燃料棒23的尺寸。

抓头A外管10上有螺纹孔，通过连接螺母5与连接套6相连接，以此来将抓头A整体固定在工具杆之上。抓头A外管10下部焊接有抓头A压块13用以通过下压抓头A锥形压板14提供抓头A抓头12的夹紧力。

抓头A与工具杆安装时首先将凸起块8与连接块7通过螺纹旋转连接，当两者拧紧到位时抓头A外管10与外连接管2上的螺纹孔与连接套6上的螺纹间隙孔正好重合，通过旋紧连接螺母5将抓头A与工具杆连接紧固。抓头A与工具杆拆分时只需要将连接螺母5拆除并旋下凸起块8即可完成两者的拆分。

抓头A的功能是竖直抓取燃料棒23的非端头部分，其与燃料棒23接触为面接触，施加在燃料棒23包壳上的压强作用很小，因此能够很好的保护燃料棒23表面不受破坏。

抓头A的动作方式有两种，一种为固定外连接管2即使得抓头A压块13固定，通过提升内连接管1来使得抓头A锥形压板14向上运动，提供抓头A抓头12的夹紧力，使其将燃料棒23环抱，通过示位销4校准外连接管2与内连接管1的相对位置以调整环抱的夹紧力，之后下降内连接管1解除对抓头A抓头12的压紧，抓头A抓头12即自由张开；另一种为固定内连接管1，即保持抓头A抓头12位置不动，通过下降外连接管2即使得抓头A压块13向下运动使得抓头A锥形压板14受压向内运动，提供抓头A抓头12的夹紧力，使其将燃料棒23环抱，通过示位销4校准外连接管2与内连接管1的相对位置以调整环抱的夹紧力，之后提升外连接管2解除对抓头A抓头12的压紧，抓头A抓头12即自由张开。

如图2所示，抓头B由凸起块8、抓头B固定螺母16、抓头B拉杆17、抓头B外管18、抓头B销钉19、抓头B抓板20、抓头B紧定螺钉21、抓头B橡胶垫22组成。

凸起块8通过螺纹与连接块7相连接，其凸起块8下部有螺纹孔与抓头B拉杆17连接，并使用抓头B固定螺母16将抓头B拉杆17固定在凸起块8上。这样三者与内连接管1形成一体跟随其一起上下运动。抓头B拉杆17为圆锥形结构。

抓头B外管18上有螺纹孔，通过连接螺母5与连接套6相连接，以此来将抓头B整体固定在工具杆之上。抓头B外管18靠近抓头B抓板20的下部铣有矩形槽，以提供抓头B抓板20运动的空间，通过抓头B销钉19将抓头B抓板20固定在抓头B外管18上。通过抓头B紧定螺钉21将抓头B橡胶垫22固定在抓头B抓板20上。抓头B抓板20为锥形结构与抓头B拉杆17相接触。

抓头B的功能是侧面或竖直抓取燃料棒23，其与燃料棒23接触面为抓头B橡胶垫22，其硬度远小于燃料棒23包壳的硬度，因此能够很好的保护燃料棒23表面不受破坏。

抓头B与工具杆安装时首先将凸起块8与连接块7通过螺纹旋转连接，当两者拧紧到位时抓头B外管18与外连接管2上的螺纹孔与连接套6上的螺纹间隙孔正好重合，通过旋紧连接螺母5将抓头B与工具杆连接紧固。抓头B与工具杆拆分时只需要将连接螺母5拆除并旋下凸起块8即可完成两者的拆分。

抓头B动作时依靠内连接管1带动凸起块8上下运动来实现抓取动作，内连接管1上升时抓头B拉杆17与抓头B抓板20相接触，抓头B抓板20受力将燃料棒23收拢并加紧。通过示位销4校准外连接管2与内连接管1的相对位置以调整环抱的夹紧力。当内连接管1下降时，抓头B抓板20不再受力，自然松开。

抓头A为锥形卡套式，通过内外两个锥形的相互运动将弹性抓头收拢并提供夹紧力。

抓头Ｂ为夹板式，通过锥形的拉杆将抓板收拢使其夹紧燃料棒23。工具杆内管上安装有指示位置的销钉，可以反映夹紧力的大小。

如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims (8)

1.快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：包括工具杆、以及与工具杆连接的抓头，所述工具杆靠近抓头的一端设置有开有内螺纹凹槽的连接块（7）；所述抓头靠近工具杆的一端设置有带外螺纹的凸起块（8）；抓头通过凸起块（8）与连接块（7）的内螺纹凹槽相配合连接；

所述的工具杆主要由外连接管（2）、以及设置在外连接管（2）内部的内连接管（1）构成，所述外连接管（2）通过连接套（6）与抓头连接，内连接管（1）通过依次连接的连接块（7）和凸起块（8）与抓头连接。

2.根据权利要求1所述的快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：所述连接套（6）通过连接螺母（5）与外连接管（2）连接。

3.根据权利要求1所述的快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：所述外连接管（2）与内连接管（1）之间还设置有定位环（3）。

4.根据权利要求1所述的快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：所述工具杆还包括设置在内连接管（1）上的示位销（4），所述内连接管（1）开有与示位销（4）配合的孔，示位销（4）通过过盈配合安装在内连接管（1）上，外连接管（2）在示位销（4）位置开有长槽。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：所述抓头为抓头A，其抓头A为锥形卡套式，主要由依次连接于连接块（7）的凸起块（8）、抓头A内管（9）、抓头A连接块（11）、抓头A抓头（12）、抓头A锥形压板（14），以及依次连接于连接套（6）的抓头A外管（10）、抓头A压块（13）构成；所述抓头A锥形压板（14）位于抓头A压块（13）开口位置；所述抓头A抓头（12）、抓头A锥形压板（14）、抓头A压块（13）构成一个以抓头A压块（13）为支撑点，以抓头A锥形压板（14）为杠杆摆臂，以抓头A抓头（12）为给力源的杠杆机构。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：所述抓头为抓头Ｂ，其抓头Ｂ为夹板式，主要由依次连接于连接块（7）的凸起块（8）、圆锥形的抓头B拉杆（17）、以及依次连接于连接套（6）的抓头B外管（18）、抓头B抓板（20）构成；所述抓头B拉杆（17）远离连接块（7）的一端设置在抓头B抓板（20）之间；所述抓头B抓板（20）通过抓头B销钉（19）与抓头B外管（18）固定在一起；所述抓头B拉杆（17）、抓头B抓板（20）、抓头B销钉（19）构成一个以及抓头B销钉（19）为支撑点，以抓头B抓板（20）为杠杆摆臂，以抓头B拉杆（17）为给力源的杠杆机构。

7.根据权利要求6所述的快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：所述抓头B拉杆（17）通过抓头B固定螺母（16）与凸起块（8）连接。

8.根据权利要求6所述的快换抓头式燃料棒远程抓取工具，其特征在于：所述抓头B抓板（20）连接有抓头B橡胶垫（22）；抓头B抓板（20）通过抓头B紧定螺钉与抓头B橡胶垫连接。

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