CN102967505A - 球体元件专用防崩裂夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球体元件专用防崩裂夹具，特别涉及一种高温气冷堆基体石墨球抗压强度实验的专用防崩裂夹具。该夹具包括外筒和设置于外筒内部的内筒，所述外筒为环形，在所述外筒内壁的底部环向设有底座，所述底座的端部与所述内筒的外壁接触，所述外筒可相对所述内筒上下移动；所述内筒由两个半圆形筒组成，球体元件放置于所述内筒中并被所述内筒固定位置。本发明提供的球体元件专用防崩裂夹具，结构简单，操作方便，通过与平板压头配合使用，内筒使球体元件准确定位，外筒有效防止球体元件崩裂，不仅提高了实验的安全性，还保证了实验环境免受粉尘和碎屑污染。

Description

球体元件专用防崩裂夹具
技术领域
本发明涉及一种球体元件专用防崩裂夹具，特别涉及一种高温气冷堆基体石墨球抗压强度实验的专用防崩裂夹具。
背景技术
目前，我国球床式高温气冷堆采用球形燃料元件，其在堆内会受到一定的压力，在不利条件下甚至有可能破裂，因此球形燃料元件的抗压强度要满足设计要求，必须准确测量和严格控制。球形燃料元件抗压强度定义为：基体石墨球在上下两个平板之间，在受力状态下破坏载荷。球形燃料元件生产中有大量基体石墨球样品，要求快速测量，因此实验的安全性和粉尘碎屑污染需要严格控制。
但是现有的基体石墨球抗压强度实验过程存在样品瞬间崩裂，碎片飞溅，操作安全性差，粉尘碎屑污染大等缺点。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种球体元件专用防崩裂夹具，以克服现有的基体石墨球抗压强度实验过程中的样品瞬间崩裂时碎片飞溅，操作安全性差，粉尘碎屑污染大的缺点。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种球体元件专用防崩裂夹具，包括外筒和设置于外筒内部的内筒，所述外筒为环形，在所述外筒内壁的底部环向设有底座，所述底座的端部与所述内筒的外壁接触，所述外筒可相对所述内筒上下移动；所述内筒由两个半圆形筒组成，球体元件放置于所述内筒中并被所述内筒固定位置。
进一步地，所述外筒的筒壁上还设有观察窗。
进一步地，所述外筒位于底座下方部分的内壁和所述底座的下表面均与下平板压头接触。
进一步地，所述外筒位于底座上方部分的高度比球体元件的直径小2mm-15mm。
进一步地，所述内筒的高度大于球体元件的半径并且小于球体元件的直径。
进一步地，所述内筒的内径比球体元件的直径大0.1mm-5mm。
（三）有益效果
本发明提供的球体元件专用防崩裂夹具，结构简单，操作方便。通过与平板压头配合使用，内筒使球体元件准确定位，外筒有效防止球体元件崩裂，不仅提高了实验的安全性，还保证了实验环境免受粉尘和碎屑污染。
附图说明
图1为本发明实施例球体元件专用防崩裂夹具工作状态示意图。
附图标记：
1：外筒；2：内筒；3：观察窗；4：下平板压头；5：基体石墨球；6：上平板压头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明提供的球体元件专用防崩裂夹具包括外筒1和设置于外筒1内部的内筒2，外筒1为环形，在外筒1内壁的底部环向设有底座，底座的端部与所述内筒2的外壁接触，外筒1可相对内筒2上下移动；内筒2由两个半圆形筒组成，球体元件放置于内筒2中并被内筒2固定位置。
具体的，球体元件以基体石墨球5为例进行说明，外筒1用于防止抗压实验过程中基体石墨球5的石墨碎片的迸出；内筒2用于抗压实验时基体石墨球5的定位，外筒1和内筒2均为实体结构，非空心结构。优选的，外筒1为一体式设置，为圆柱形；内筒2为分体式结构，其由两个半圆形筒组成，且两个半圆形筒之间无任何连接，这种分体结构方便于两个半圆筒的合并以及分开取出，通过两个半圆形筒的合并对基体石墨球5进行定位，定位成功后，通过两个半圆形筒的分开以方便取出内筒2。使用时，该夹具放置于下平板压头4上，底座的下表面与下平板压头4的上表面接触，保证外筒1牢固地放置于下平板压头4上方，外筒1位于底座下方部分的内壁与下平板压头4的侧面接触。外筒1和内筒2均为活动件，这样设置便于内筒2从外筒1中拆分出来。
其中，外筒1的筒上镶嵌有透明观察窗3，以便于实时观察抗压实验过程中基体石墨球5的形状变化。观察窗3可为圆形，椭圆形，正方形的或其它形状。
其中，外筒1可为圆环形、长方形，正方形，或其他环形形状。
其中，外筒1位于底座上方部分的高度要小于球体元件的直径，且最好接近球体元件的直径，一般比球体元件的直径小2mm-15mm。
其中，内筒2的高度大于球体元件的半径并且小于其直径。内筒2的高度比基体石墨球5的直径小2mm-28mm，内筒2和外筒1的高度可以相同也可以不同。
其中，内筒2的壁厚可根据其内的球体元件的尺寸和密度具体设置，一般为5mm-25mm。
其中，内筒2的内径应大于球体元件的直径。内筒2的内径可比基体石墨球5直径大0.1mm-5mm。
其中，内筒2和外筒1的材料均可为有机玻璃、304不锈钢、金属材料或其他材料。优选金属材料，其结构强度大，稳定性高，能够有效防止基体石墨球5的崩裂。
其中，内筒2和外筒1材料表面粗糙度不大于某一阈值（比如，阈值可设为6.3等），内筒2和外筒1表面相对光滑有助于减小外筒1和内筒2相对移动时的摩擦。
需要说明的是，本夹具适用于任何球体元件，包括基体石墨球5、陶瓷球、以及其他无机非金属材料、复合材料等压制成的球体元件，均都能达到防崩裂的目的。
本发明提供的球体元件专用防崩裂夹具，结构简单，操作方便。通过与平板压头配合使用，内筒2使球体元件准确定位，外筒1有效防止球体元件崩裂；设置观察窗3还便于实时观察抗压实验过程中基体石墨球5的形状变化。该夹具不仅提高了实验的安全性，还保证了实验环境免受粉尘和碎屑污染。
下面具体以基体石墨球5为例，说明其在抗压强度实验中的使用方法，具体如下：
（1）将基体石墨球5放置于将本实施例所述的球体元件专用防崩裂夹具的内筒2中并进行定位。
（2）将外筒1安装到下平板压头4上，使底座的下表面与下平板压头4的上表面接触，外筒1下端的内壁与下平板压头4的侧面接触，这样保证了外筒1牢固放置于下平板压头4上。
（3）开启实验所用设备；
（4）手动操作设备控制仪表的位移键，当上平板压头6接触基体石墨球5并有少量载荷时，停止手动设置，此时基体石墨球5的顶部被上平板压头6压住而无法移动，因此基体石墨球5被牢固的固定住。
（5）向上移动外筒1，当外筒1的底部高于内筒2的顶部时，取出内筒2，然后放下外筒1，此时基体石墨球5位于由上平板压头6、下平板压头4和外筒1共同围成的内部空间中。
（6）继续对基体石墨球5进行压缩，直到实验结束。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种球体元件专用防崩裂夹具，其特征在于，包括外筒和设置于外筒内部的内筒，所述外筒为环形，在所述外筒内壁的底部环向设有底座，所述底座的端部与所述内筒的外壁接触，所述外筒可相对所述内筒上下移动；所述内筒由两个半圆形筒组成，球体元件放置于所述内筒中并被所述内筒固定位置。
2.如权利要求1所述的球体元件专用防崩裂夹具，其特征在于，所述外筒的筒壁上还设有观察窗。
3.如权利要求1所述的球体元件专用防崩裂夹具，其特征在于，所述外筒位于底座下方部分的内壁和所述底座的下表面均与下平板压头接触。
4.如权利要求1所述的球体元件专用防崩裂夹具，其特征在于，所述外筒位于底座上方部分的高度比球体元件的直径小2mm-15mm。
5.如权利要求1所述的球体元件专用防崩裂夹具，其特征在于，所述内筒的高度大于球体元件的半径并且小于球体元件的直径。
6.如权利要求1所述的球体元件专用防崩裂夹具，其特征在于，所述内筒的内径比球体元件的直径大0.1mm-5mm。
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