CN103170941A - 重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于重水堆核电设备检修时的主热传输管支吊架上、下螺母的固专用扳手。包括驱动系统，还包括回转式套筒传动系统，滑动式拉杆装置；所述回转式套筒传动系统、滑动式拉杆装置、驱动系统依次连接；回转式套筒传动系统包括箱体、回转式蜗轮套筒、两个蜗杆锥齿轮轴、第一万向联轴节和连接轴。回转式蜗轮套筒外壁设蜗轮螺纹；两个蜗杆锥齿轮轴设置在箱体中，它们的一端均设有一个锥齿轮并相互啮合；所述两个蜗杆锥齿轮轴外壁有螺杆螺纹，螺杆螺纹与回转式蜗轮套筒的蜗轮螺纹啮合；两个蜗杆锥齿轮轴中任意一个的设有锥齿轮的轴端通过第一万向联轴节与连接轴连接，该连接轴与箱体间隙配合。本发明运行可靠，操作方便，安全性高。

Description

重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手

技术领域

本发明涉及核电厂主热传输管支吊架专用扳手，具体涉及一种用于重水堆核电设备检修时主热传输管支吊架上、下螺母固定、调整以及定扭矩紧固专用扳手。

背景技术

核电厂主热传输管支吊架处核幅射区内，在宽6m，纵深1.5m范围内密集排列约240个支吊架。工作中固定支吊架的上、下螺母，因振动、温度、应力等因素将会出现松动现象。目前电厂为人员进入该区，特别是对后排纵深1.5m处螺母，采用常规(各种)扳手调整、锁紧螺母；但人员进入该区且在密集的支吊架矩阵中操作很困难，操作时间长，效率低，受幅射剂量大。

因此急需一种可以方便操作，对人手无法触及到，位于纵深1.5m远处的螺母，实现对全范围内所有支吊架上、下螺母的调整和锁紧，并避免较大受辐射剂量的主热传输管支吊架专用工具。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是提供一种用于重水堆核电厂主热传输管支吊架上、下固定螺母的调整及定扭矩紧固，提高操作效率，减少操作人员辐射剂量的专用扳手。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，包括驱动系统，还包括回转式套筒传动系统，滑动式拉杆装置；所述回转式套筒传动系统、滑动式拉杆装置、驱动系统依次连接；

所述回转式套筒传动系统包括箱体、回转式蜗轮套筒、两个蜗杆锥齿轮轴、第一万向联轴节和连接轴；

所述箱体一端设有开口，与该开口相邻的箱体上开有圆柱状槽；所述回转式蜗轮套筒采用套筒与套筒外蜗轮一体化结构，该回转式蜗轮套筒沿轴向设有开口槽，套筒中间开有与螺母匹配的轴向槽；该回转式蜗轮套筒套在所述箱体的圆柱状槽上，该圆柱状槽托住回转式蜗轮套筒底端并与其周向间隙配合；

两个蜗杆锥齿轮轴设置在箱体中，所述两个蜗杆锥齿轮轴的一端均设有一个锥齿轮，所述两个蜗杆锥齿轮轴的锥齿轮相互啮合；所述两个蜗杆锥齿轮轴轴向设置有螺杆螺纹，所述螺杆螺纹与所述回转式蜗轮套筒的套筒外蜗轮啮合；所述两个蜗杆锥齿轮轴中任意一个的设有锥齿轮的轴端通过第一万向联轴节与连接轴连接，该连接轴与箱体间隙配合。

所述回转式套筒传动系统还包括接杆、第二万向联轴节、弯管接头；

所述连接轴从箱体内部伸出，该箱体在连接轴伸出的位置与接杆连接，所述连接轴伸出箱体一端穿过接杆与第二万向联轴节的一端连接；所述弯管接头的一端与接杆一端连接。

所述滑动式拉杆装置包括与所述第二万向联轴节的另一端连接的六方传动轴、套在六方传动轴外侧的外套管、套在外套管上的锥度夹紧块和拉杆外套管、套在所述锥度夹紧块和拉杆外套管上的内锥压紧螺套；

所述六方传动轴外缘横截面呈六边形；所述拉管外套管靠近锥度夹紧块一端设有外螺纹；所述内锥压紧螺套为向外套管倾斜的锥桶和圆桶的一体化结构，所述锥桶套压在锥度夹紧块外，所述圆桶内部设置有内螺纹与拉管外套管的外螺纹配合；所述弯管接头的另一端与外套管的一端连接。

所述滑动式拉杆装置还包括设置在所述外套管和六方传动轴之间的内六方套传动轴，所述内六方套传动轴套在六方传动轴(9)外并与外套管留有间隙；该内六方套传动轴一端为内设有与六方传动轴外缘匹配的六边形孔结构。

所述驱动系统包括可调扭矩离合器和电机；所述电机的定子与所述拉管外套管另一端固定；所述可调扭矩离合器位于电机和所述拉管外套管的内部，所述可调扭矩离合器一端与所述内六方套传动轴的另一端连接，可调扭矩离合器另一端与电机轴连接。

所述可调扭矩离合器包括离合器内环、离合器外环、调节螺钉、调整弹簧和钢球，所述离合器内环和离合器外环均为截面为环形的套筒结构，离合器外环套在离合器内环外并留有间隙；离合器外环一端表面与所述六方套传动轴固定连接；

该离合器内环外壁周向上开设有若干个“V”形槽，该离合器内环内壁与电机轴固定连接；离合器外环外壁周向上开设有与所述“V”形槽个数相同数量的与内壁联通的外环孔，每个外环孔上设置调节螺钉；

所述钢球一部分位于“V”形槽内，一部分位于外环孔内，钢球与“V”形槽和外环孔均是间隙配合；所述调节弹簧设置在钢球和所述调节螺钉之间。

还包括固定在拉管外套管上的操作手柄。

本发明的有益效果：

(1)本专利实现“开口式扳手”的电动连续旋转，使手动间歇操作变为电动连继操作，提高效率约5-6倍，减少人员幅射剂量。

(2)可满足现埸纵深1.5m范围内所有支吊架螺栓的使用。同时远距离操作可降低对人员的幅射剂量。

(3)可调式扭矩离合器可确保各螺栓旋紧扭矩的可靠性及一致性，并用于电机超载安全保护。

(4)采用带正反转开关的多级变速电机，以适应螺母的拆装及其它不同工况条件下的操作。

附图说明

图1为本发明重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手图；

图2为本发明重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手传动系统剖面图；

图3为本发明重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手滑动式拉杆装置剖面图；

图4为本发明重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手可调扭矩离合器截面图；

图5为图4中A-A向剖面图；

图6为核电厂主热传输管支吊架图。

图中：1-箱体，2-回转式蜗轮套筒，3-第一蜗杆锥齿轮轴，4-第一万向联轴节，5-接杆，6-第二万向联轴节，7-弯管接头，8-外套管，9-六方传动轴，10圆柱销，11-含油轴承，12-第二蜗杆锥齿轮轴，13-锥度夹紧块，14-内锥压紧螺套，15-大含油轴承，16-内六方套传动轴，17-拉杆外套管，18-离合器内环，19-电机轴，20-钢球，21调整弹簧，22-调节螺钉，23离合器外环，24-电机，25-拔销，26-连接轴，27-回转式套筒传动系统，28-滑动式拉杆装置，29-操作手柄，30-可调扭矩离合器，31-支吊架螺杆，32-上螺母，33-下螺母，34-支吊架，35-主热传输管。

具体实施方式

以下结合附图1至附图6和实施例对本发明做进一步描述。

一种重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，包括回转式套筒传动系统27、滑动式拉杆装置28、操作手柄29、驱动系统；

所述回转式套筒传动系统27包括箱体1、回转式蜗轮套筒2、第一蜗杆锥齿轮轴3、第二蜗杆锥齿轮轴12、第一万向联轴节4和连接轴26；

所述箱体1为上下分体式结构，箱体1的上下部分通过螺钉固定；该箱体1一端设有开口，与该开口相邻的箱体上开有圆柱状槽；所述回转式蜗轮套筒2采用套筒与套筒外蜗轮一体化结构，该回转式蜗轮套筒轴向设有径向开口槽，套筒中间开有与支吊架螺母匹配的轴向槽，该轴向槽的横截面呈十二边形，即十二方结构；该回转式蜗轮套筒套在所述箱体的圆柱状槽上，该圆柱状槽托住回转式蜗轮套筒底端并与其周向间隙配合；

两个蜗杆锥齿轮轴设置在箱体1中，该两个蜗杆锥齿轮轴分别为第一蜗杆锥齿轮轴3和第二蜗杆锥齿轮轴12，所述第一蜗杆锥齿轮轴3和第二蜗杆锥齿轮轴12的两端与箱体间通过含油轴承11支撑；所述第一蜗杆锥齿轮轴3和第二蜗杆锥齿轮轴12的一端均设有一个锥齿轮，所述第一蜗杆锥齿轮轴3的锥齿轮和第二蜗杆锥齿轮轴12的锥齿轮相互啮合；所述第一蜗杆锥齿轮轴3和第二蜗杆锥齿轮轴12轴向未与含油轴承连接的部分设置有螺杆螺纹，所述螺杆螺纹均与所述回转式蜗轮套筒的蜗轮螺纹啮合；当回转式蜗轮套筒2顺时针旋转，其径向通槽进入第一蜗杆锥齿轮轴3或第二蜗杆锥齿轮轴12啮合区时，第一蜗杆锥齿轮轴3或第二蜗杆锥齿轮轴12中另一个与回转式蜗轮套筒2正常啮合，从而使回转式蜗轮套筒可不间断连续旋转传递动力。

所述第二杆锥齿轮轴12设有锥齿轮的轴端与第一万向联轴节4的一端通过圆柱销10固定，第一万向联轴节4的另一端带有耳座；连接轴26设置在箱体1，接杆5内部与箱体、接杆内的含油轴承间隙配合，连接轴26两端设置有耳座，该连接轴26的一端耳座与第一万向联轴节4的耳座连接；

所述回转式套筒传动系统27还包括接杆5、第二万向联轴节6、弯管接头7；第二万向联轴节6的一端设置有耳座，

所述连接轴26从箱体1内部伸出，该箱体1在连接轴26伸出的位置与接杆5连接，所述连接轴26的另一端伸出箱体1一端穿过接杆5通过其上的耳座与第二万向联轴节6的耳座端连接；所述弯管接头7的一端与接杆5一端连接；

滑动式拉杆装置28包括与所述第二万向联轴节6的另一端连接的六方传动轴9、套在六方传动轴9外侧的外套管8、套在外套管8上的锥度夹紧块13和拉杆外套管17、套在所述锥度夹紧块13和拉杆外套管17上的内锥压紧螺套14；所述外套管8与弯管接头7的另一端连接，所述六方传动轴9与第二万向联轴节6的另一端通过销钉固定；所述锥度夹紧块13一端和拉杆外套管17一端相邻，它们与外套管8间隙配合，可以沿着外套管8轴向滑动；该拉杆外套管17靠近锥度夹紧块13一端设有外螺纹；所述内锥压紧螺套14为向外套管倾斜的锥桶和圆桶的一体化结构，所述锥桶套压在锥度夹紧块13外，所述圆桶内部设置有内螺纹与拉杆外套管17的外螺纹配合。在操作时，旋松内锥压紧螺套14，使夹紧块13松开外套管8的压力，拉动拉杆外套管17，使与外套管8相对伸长，调至要求长度后，旋紧内锥压紧螺套14，经夹紧块13夹紧外套管8。

所述六方传动轴9外缘横截面呈六边形，外套管8和六方传动轴9之间设置有内六方套传动轴16，所述内六方套传动轴16套在六方传动轴9外并与外套管8留有间隙，内六方套传动轴16一端外壁与外套管8内壁之间设置大含油轴承15，起到支撑作用；该内六方套传动轴16一端为内设有与六方传动轴9外缘匹配的六边形孔结构，即六方结构。

驱动系统包括可调扭矩离合器30和电机24；所述电机24的定子与所述拉管外套管17另一端固定；所述可调扭矩离合器30位于电机24和所述拉管外套管17的内部；

可调扭矩离合器30包括离合器内环18、离合器外环23、调节螺钉22、调整弹簧21和钢球20，所述离合器内环18和离合器外环23均为截面为环形的套筒结构，离合器外环23套在离合器内环18外并留有间隙；离合器外环23一端表面与内六方套传动轴16另一端通过拔销25连接，该内六方套传动轴16另一端与拉杆外套管17之间设置有含油轴承，用于支撑内六方套传动轴16和保证内六方套传动轴16的转动稳定性；该离合器内环18的套在电机24的电机轴19上，离合器内环18的内壁与电机轴19通过键连接；

该离合器内环18外壁周向上开设有4个“V”形槽，离合器外环23外壁周向上开设有与4个与其内壁联通的外环孔，每个外环孔上靠近外壁面设置调节螺钉22；钢球20一部分位于“V”形槽内，一部分位于外环孔内，钢球与“V”形槽和外环孔均是间隙配合；调节弹簧21设置在钢球20和所述调节螺钉之间，两端分别顶住钢球20和调节螺钉22。

调整调节弹簧21对钢球20的压力大小，可控制调整专用扳手的输出扭矩，实现定扭矩旋紧螺母。并可用于电机超扭矩的安全保护。

所述外套管8与拉杆外套管17，六方传动轴9与内六方套传动轴16的轴向可调节长度范围为0-620mm。该支吊架扳手展开总长为1800mm。(支吊架扳手长度可在1180mm至1800mm间调节)，可适应不同距离调整、锁紧螺母的操作。

操作手柄29固定在拉管外套管17靠近电机24侧上，有利于专用扳手人工操作时候稳定。

在操作过程中，在支吊架34上、下采用二个独立操作的支吊架专用扳手，即上支吊架专用扳手和下支吊架专用扳手，它们分别用于对支吊架上螺母32、下螺母33进行操作。

首先按支吊架螺母离操作人员的距离，调整拉杆外套管17长度，将上、下支吊架专用扳手径向通槽对准支吊架螺杆31，前推至紧靠该支吊架螺杆31，将多级可调变速电机24调至低速挡，启动电机24，并将下支吊架专用扳手上抬，上支吊架专用扳手下落，使两个专用扳手带有的内十二方回转式蜗轮套筒2分别套入支吊架34六方上螺母32、下螺母33，停止电机24，转动变速旋钮转至预定转速挡，再次启动电机24，当螺母锁紧并达预定扭矩值时，可调式扭矩离合器30打滑，发出连续响声，关闭电源，电机24停转，两个支吊架专用扳手分别退出，完成作业，实现设备检修时主热传输管支吊架上、下螺母固定、调整以及定扭矩紧固，并且减少核电厂主热传输管35对操作人员的辐射。

Claims (7)

1.一种重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，包括驱动系统，其特征在于：还包括回转式套筒传动系统(27)，滑动式拉杆装置(28)；所述回转式套筒传动系统(27)、滑动式拉杆装置(28)、驱动系统依次连接；

所述回转式套筒传动系统包括箱体(1)、回转式蜗轮套筒(2)、两个蜗杆锥齿轮轴(3，12)、第一万向联轴节(4)和连接轴(26)；

所述箱体(1)一端设有开口，与该开口相邻的箱体(1)上开有圆柱状槽；所述回转式蜗轮套筒(2)采用套筒与套筒外蜗轮一体化结构，该回转式蜗轮套筒(2)沿轴向设有开口槽，套筒中间开有与螺母匹配的轴向槽；该回转式蜗轮套筒(2)套在所述箱体(1)的圆柱状槽上，该圆柱状槽托住回转式蜗轮套筒(2)底端并与其周向间隙配合；

两个蜗杆锥齿轮轴(3，12)设置在箱体(1)中，所述两个蜗杆锥齿轮轴(3，12)的一端均设有一个锥齿轮，所述两个蜗杆锥齿轮轴(3，12)的锥齿轮相互啮合；所述两个蜗杆锥齿轮轴(3，12)轴向设置有螺杆螺纹，所述螺杆螺纹与所述回转式蜗轮套筒(2)的套筒外蜗轮啮合；所述两个蜗杆锥齿轮轴(3，12)中任意一个的设有锥齿轮的轴端通过第一万向联轴节(4)与连接轴(26)连接，该连接轴(26)与箱体(1)间隙配合。

2.按照权利要求1所述的重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，其特征在于：所述回转式套筒传动系统(27)还包括接杆(5)、第二万向联轴节(6)、弯管接头(7)；

所述连接轴(26)从箱体(1)内部伸出，该箱体(1)在连接轴(26)伸出的位置与接杆(5)连接，所述连接轴(26)伸出箱体(1)一端穿过接杆(5)与第二万向联轴节(6)的一端连接；所述弯管接头(7)的一端与接杆(5)一端连接。

3.按照权利要求2所述的重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，其特征在于：所述滑动式拉杆装置(28)包括与所述第二万向联轴节(6)的另一端连接的六方传动轴(9)、套在六方传动轴(9)外侧的外套管(8)、套在外套管(8)上的锥度夹紧块(13)和拉杆外套管(17)、套在所述锥度夹紧块(13)和拉杆外套管(17)上的内锥压紧螺套(14)；

所述六方传动轴(9)外缘横截面呈六边形；所述拉管外套管(17)靠近锥度夹紧块(13)一端设有外螺纹；所述内锥压紧螺套(14)为向外套管(8)倾斜的锥桶和圆桶的一体化结构，所述锥桶套压在锥度夹紧块(13)外，所述圆桶内部设置有内螺纹与拉管外套管(17)的外螺纹配合；所述弯管接头(7)的另一端与外套管(8)的一端连接。

4.按照权利要求2所述的重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，其特征在于：所述滑动式拉杆装置(28)还包括设置在所述外套管(8)和六方传动轴(9)之间的内六方套传动轴(16)，所述内六方套传动轴(16)套在六方传动轴(9)外并与外套管(8)留有间隙；该内六方套传动轴(16)一端为内设有与六方传动轴(9)外缘匹配的六边形孔结构。

5.按照权利要求4所述的重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，其特征在于：所述驱动系统包括可调扭矩离合器(30)和电机(24)；所述电机(24)的定子与所述拉管外套管(17)另一端固定；所述可调扭矩离合器(30)位于电机(24)和所述拉管外套管(17)的内部，所述可调扭矩离合器(30)一端与所述内六方套传动轴(16)的另一端连接，可调扭矩离合器(30)另一端与电机轴(19)连接。

6.按照权利要求5所述的重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，其特征在于：所述可调扭矩离合器(30)包括离合器内环(18)、离合器外环(23)、调节螺钉(22)、调整弹簧(21)和钢球(20)，所述离合器内环(18)和离合器外环(23)均为截面为环形的套筒结构，离合器外环(23)套在离合器内环(18)外并留有间隙；离合器外环(23)一端表面与所述内六方套传动轴(16)固定连接；

该离合器内环(18)外壁周向上开设有若干个“V”形槽，该离合器内环(18)内壁与电机轴(19)固定连接；离合器外环(23)外壁周向上开设有与所述“V”形槽个数相同数量的与其内壁联通的外环孔，每个外环孔上设置调节螺钉(22)；

所述钢球(20)一部分位于“V”形槽内，一部分位于外环孔内，钢球(20)与“V”形槽和外环孔均是间隙配合；所述调节弹簧(21)设置在钢球(20)和所述调节螺钉(22)之间。

7.按照权利要求4所述的重水堆主热传输管支吊架螺母专用扳手，其特征在于：还包括固定在拉管外套管(17)上的操作手柄(29)。

Images