CN103824602B - 一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其是在核聚变反应堆工程技术领域中，用于核聚变装置内部偏滤器部件遥操作维护的环形承载轨道上，利用可拆卸的轨道机构，将偏滤器部件从轨道断开处脱离以输送到真空室外部。主要由环形固定轨道、可拆卸轨道主体、轨道盖板、承重板、螺栓、转动轴、插孔销及推杆等部分组成。在内部部件维护过程中，利用机械手前端执行器可快速将轨道拆除和安装，将位于核聚变装置内部轨道断开处的部件连同可拆卸轨道一同移出或送入真空室。本发明结构简单，便于快速拆卸和安装，能够在真空和辐射环境中可靠运行，满足核聚变装置真空室内部部件的快速维护和更换的要求，提高了装置的运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及核聚变反应堆工程技术领域，具体为一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构。
背景技术
目前，受控磁约束热核聚变研究是一项具有广阔应用前景的重大研究领域，聚变示范堆（DEMO）是ITER运行后下一步聚变实践发展的方向，将对维持和发展人类文明起着不可估量的作用。托卡马克装置可以大大降低下一代磁约束聚变实验装置和将来的聚变示范堆的规模和造价，被认为是最有聚变能利用前景的可控磁约束热核聚变研究装置。偏滤器位于托卡马克装置真空室底部，沿真空室底部环向轨道布置有56组偏滤器模块，主要作用是离子体粒子排出、He灰排除及杂质控制，带走真空室内部等离子体反应过程中产生的热负荷，是核聚变反应中重要的部件之一。由于偏滤器长期运行于核辐射环境中承受等离子体热冲击和中子辐照，在聚变装置运行一定时间之后，偏滤器需要转移到托卡马克装置之外进行维护。由于核聚变反应条件十分苛刻，要求高真空、强辐射、清洁无油污染的环境中，核聚变堆的维护窗口的数量被严格限制，只允许在真空室底部开设4个维护窗口对偏滤器进行输出维护，因此需要设计一种机构将位于真空室底部的偏滤器沿底部环向轨道转运到维护窗口区域，然后拖出真空室进行维护。由于真空室底部环向轨道既起到提供环向驱动动力又起到支撑偏滤器的作用，需要对位于维护窗口处的轨道作特殊设计。现有的轨道连接机构主要应用在一般工业领域如火车轨道的连接结构，应用在高真空、核辐射环境、大承载和可快速拆卸的环形轨道结构则未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，以满足现有底部轨道的功能要求。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其特征在于：包括有一对固定轨道，两固定轨道各自一个端面彼此相对，且两固定轨道相对端面之间设置有可拆卸轨道主体，所述可拆卸轨道主体底部盖合有轨道盖板，可拆卸轨道主体上部支撑有轨道承重板，可拆卸轨道主体内设置有一对被限位在可拆卸轨道主体内的推杆，两推杆各自一端通过转动轴铰接，且两推杆分别向可拆卸轨道主体左、右两侧固定轨道方向展开，两推杆各自另一端分别铰接有插孔销，且两插孔销分别从可拆卸轨道主体左、右侧伸出，由推杆、插孔销、转动轴构成推动机构，两固定轨道彼此相对的端面上分别设置有位置与对应侧插孔销穿出位置对应并供插孔销销入的插入孔，所述可拆卸轨道主体前、后侧之间还安装有可旋转螺栓，可旋转螺栓前端从可拆卸轨道主体前侧伸出，后端与可拆卸轨道主体以球接触连接。所述转动轴上开有与螺栓配合的螺纹通孔，所述螺栓中间段与转动轴通过螺纹副连接，当旋转螺栓时，转动轴前后直线移动带动推杆和插孔销的推进和收缩，从而实现可拆卸轨道和固定轨道的连接和分离。
所述的一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其特征在于：所述轨道盖板上开有导向槽，所述转动轴底端滑动安装在导向槽中。
所述的一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其特征在于：所述可拆卸轨道主体内沿竖向方向设置有多个推动机构，多个推动机构中两推杆之间通过同一个转动轴铰接，两固定轨道彼此相对的端面上分别沿竖向设置有多个与推动机构插孔销位置一一对应的插入孔。
所述的一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其特征在于：所述插孔销销端设置为楔形，所述插入孔具有与插孔销销端形状匹配的形状。
本发明包括可拆卸轨道主体、螺栓、转动轴、推杆、插孔销等。可拆卸轨道主体结构固定在真空室底部，采用固体润滑结构，可实现对大吨位的内部偏滤器部件（约10吨）的承载和环向移动，可拆卸轨道主体起支撑和承载的作用。转轴、推杆、插孔销构成推动机构；当顺时针转动螺栓时，位于可拆卸轨道主体内部的推杆可分别推动对应侧的插孔销插入对应侧固定轨道预设的插入孔中，将可拆卸轨道主体固定在非窗口处的两固定轨道之间起承载作用，当逆时针转动螺栓时，位于可拆卸轨道主体内部的推杆带动对应侧的插孔销退出对应侧固定轨道预设的插入孔中，将可拆卸轨道主体和其他部分脱离，从而可实现利用遥操作维护机械手将位于窗口处的偏滤器连同可拆卸轨道一块拖出真空室，实现核聚变装置真空室内部偏滤器的快速维护和更换的目的。
本发明的有益效果是，利用可拆卸轨道主体的设计结构，完成真空室底部轨道对内部偏滤器结构的支撑和维护两种功能，在装置运行时可对偏滤器起到可靠的支撑作用，当需要对偏滤器进行维护操作时，可以从真空室内部固定轨道处实现快速的脱离，该设计结构简单，运行可靠，为真空室内部部件的快速维护和更换创造了条件。
附图说明
图1是可拆卸轨道的整体结构图。
图2是可拆卸轨道的剖面构造图。
具体实施方式
如图1所示。一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，包括有一对固定轨道1，两固定轨道1各自一个端面彼此相对，且两固定轨道1相对端面之间设置有可拆卸轨道主体4，可拆卸轨道主体4底部盖合有轨道盖板5，可拆卸轨道主体4上部支撑有轨道承重板2，可拆卸轨道主体4内设置有一对被限位在可拆卸轨道主体4内的推杆9，两推杆9各自一端通过转动轴7铰接，且两推杆9分别向可拆卸轨道主体4左、右两侧固定轨道1方向展开，两推杆9各自另一端分别铰接有插孔销3，且两插孔销3分别从可拆卸轨道主体4左、右侧伸出，由推杆9、插孔销3、转动轴7构成推动机构，两固定轨道1彼此相对的端面上分别设置有位置与对应侧插孔销3穿出位置对应并供插孔销3销入的插入孔8，可拆卸轨道主体4前、后侧之间还转动安装有螺栓6，转动轴7上开有螺纹通孔，螺栓6中间段螺合在转动轴7螺纹通孔内，且螺栓6前端从可拆卸轨道主体4前侧伸出，后端与可拆卸轨道主体4以球接触连接。
轨道盖板5上开有导向槽，转动轴7底端滑动安装在导向槽中。
可拆卸轨道主体4内沿竖向方向设置有多个推动机构，多个推动机构中两推杆之间通过同一个转动轴铰接，两固定轨道1彼此相对的端面上分别沿竖向设置有多个与推动机构插孔销3位置一一对应的插入孔8。
插孔销3销端设置为楔形，插入孔8具有与插孔销3销端形状匹配的形状。
本发明中，固定轨道1固定在装置真空室内侧起支撑偏滤器作用，其内侧安装有齿轮驱动机构，同时可以利用内侧的驱动机构将偏滤器旋转到真空室维护窗口位置。固定轨道1侧部开有与可拆卸轨道主体4上布置的插孔销3对应的插孔8结构，插孔8结构采用与插孔销3异种金属材料的独立可拆装结构设计，防止在可拆卸轨道主体4和固定轨道1连接过程中的卡死和咬合，同时便于维护过程中的及时更换。
可拆卸轨道主体4上部布置有轨道承载板2，轨道承载板2采用与轨道主体4不同的异种材料加工，轨道承载板2具有表面硬度高，固体自润滑等特性，起承载真空室内部的偏滤器载荷，并在偏滤器沿环向旋转运动过程中起到润滑作用。可拆卸轨道主体4内部安装有两对由转动轴7、插孔销3及推杆9构成的推动机构，实现可拆卸轨道主体4和固定轨道1的装配和拆分。
由螺栓6、转动轴7、插孔销3及推杆9等组成一体的旋转推进和收缩机构由轨道盖板5封装到可拆卸轨道主体4内部，轨道盖板5内部设计有导向槽，可对转动轴7进行导向作用，完成插孔销3的推进和收缩。
以上对本发明所提供的可拆卸轨道连接机构进行了详细的介绍，本文中应用了具体事例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其特征在于：包括有一对固定轨道，两固定轨道各自一个端面彼此相对，且两固定轨道相对端面之间设置有可拆卸轨道主体，所述可拆卸轨道主体底部盖合有轨道盖板，可拆卸轨道主体上部支撑有轨道承重板，可拆卸轨道主体内设置有一对被限位在可拆卸轨道主体内的推杆，两推杆各自一端通过转动轴铰接，且两推杆分别向可拆卸轨道主体左、右两侧固定轨道方向展开，两推杆各自另一端分别铰接有插孔销，且两插孔销分别从可拆卸轨道主体左、右侧伸出，由推杆、插孔销、转动轴构成推动机构，两固定轨道彼此相对的端面上分别设置有位置与对应侧插孔销穿出位置对应并供插孔销销入的插入孔，所述可拆卸轨道主体前、后侧之间还安装有可旋转螺栓，可旋转螺栓前端从可拆卸轨道主体前侧伸出，后端与可拆卸轨道主体以球接触连接，所述转动轴上开有与螺栓配合的螺纹通孔，所述螺栓中间段螺合在转动轴螺纹通孔内。
2.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其特征在于：所述轨道盖板上开有导向槽，所述转动轴底端滑动安装在导向槽中。
3.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的可拆卸轨道连接机构，其特征在于：所述插孔销销端设置为楔形，所述插入孔具有与插孔销销端形状匹配的形状。
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